NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU VẬN … tao/2018/LATS_Nguyen...i LỜI CAM ĐOAN...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

NGUYỄN QUANG AN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU VẬN HÀNH

TRỮ NƯỚC TƯỚI ĐỂ GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA HẠN

HÁN TỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG HẠ DU SÔNG CẢ -

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI HỆ THỐNG THỦY LỢI

LÊ XUÂN ĐÀO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

NGUYỄN QUANG AN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÀI TOÁN TỐI ƯU VẬN HÀNH

TRỮ NƯỚC TƯỚI ĐỂ GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA HẠN

HÁN TỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG HẠ DU SÔNG CẢ -

NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI HỆ THỐNG THỦY LỢI

LÊ XUÂN ĐÀO

Chuyên ngành : Kỹ thuật tài nguyên nước

Mã số : 9 58 02 12

Người hướng dẫn khoa học 1. PGS. TS. Nguyễn Tùng Phong

2. PGS. TS. Trần Chí Trung

HÀ NỘI, NĂM 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án tiến sỹ “Nghiên cứu xây dựng bài toán tối ưu vận hành

trữ nước tưới để giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán tới sản xuất nông nghiệp

vùng hạ du sông Cả - Nghiên cứu điển hình tại hệ thống thủy lợi Lê Xuân Đào”

là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các trích dẫn và kết quả nêu trong luận án là

trung thực và có xuất xứ rõ ràng.

Hà Nội, ngày 31 tháng 7 năm 2018

Tác giả luận án

Nguyễn Quang An

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng bài toán tối ưu vận hành

trữ nước tưới để giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán tới sản xuất nông nghiệp

vùng hạ du sông Cả - Nghiên cứu điển hình tại hệ thống thủy lợi Lê Xuân Đào”,

tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể Lãnh đạo Ban Quản

lý Trung ương các Dự án Thủy lợi; tập thể lãnh đạo, các phòng ban chức năng và

các nhà khoa học Viện Nghiên cứu Khoa học Thủy lợi Việt Nam; Tôi xin bày tỏ

lòng cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ đó.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Tùng Phong và PGS. TS.

Trần Chí Trung – những người thầy trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi hoàn

thành luận án này.

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của tôi đang công tác tại Ban Quản

lý Trung ương các Dự án Thủy lợi và gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này.

Tác giả luận án

Nguyễn Quang An

iii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1

1. Tính cấp thiết của luận án ............................................................................. 1

2. Mục tiêu của luận án .................................................................................... 2

3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu .................................................................. 2

4. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận ..................................................... 2

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu ............................................... 4

6. Những đóng góp mới của luận án .................................................................. 4

7. Bố cục của luận án ........................................................................................ 4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN .................................................................................... 5

1.1 Hạn hán và những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp ...... 5

1.1.1 Hạn hán và nguyên nhân .......................................................................... 5

1.1.2 Những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp trên Thế giới10

1.1.3 Những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam . 14

1.1.4 Tình hình hạn trong khu vực nghiên cứu ................................................ 17

1.2 Các nghiên cứu và giải pháp chống hạn ................................................... 19

1.3 Bài toán tối ưu .......................................................................................... 29

1.3.1 Tổng quan bài toán tối ưu ...................................................................... 29

1.3.2 Các kỹ thuật tối ưu hóa .......................................................................... 30

1.3.3 Ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu .................................................. 40

1.4 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tiêu trên thế giới ....... 41

1.5 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tiêu tại Việt Nam ...... 44

Kết luận chương 1 .............................................................................................. 47

CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 48

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu ...................................................................... 48

2.1.1 Sơ lược khu vực nghiên cứu ................................................................... 48

2.1.2 Hiện trạng phát triển nông nghiệp.......................................................... 52

2.1.3 Hiện trạng và ảnh hưởng của hạn hán ................................................... 62

2.1.4 Một số nhận xét về khu vực nghiên cứu .................................................. 66

2.2 Nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận .......................................................... 67

2.3 Phương pháp và công cụ nghiên cứu ............................................................ 70

2.3.1 Tính toán nhu cầu nước .......................................................................... 70

iv

2.3.2 Tính toán cân bằng nước ........................................................................ 72

2.3.3 Tính toán thủy lực .................................................................................. 79

2.3.4 Xây dựng bài toán vận hành tối ưu trên hệ thống ................................... 80

Kết luận chương 2 .............................................................................................. 94

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................ 95

3.1 Giải pháp thu trữ nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp trong mùa kiệt .... 95

3.1.1 Kết quả tính toán nhu cầu nước .............................................................. 95

3.1.2 Kết quả tính toán lượng nước thiếu hụt/cân bằng nước ........................ 101

3.1.3 Đề xuất phương án trữ nước cho mùa kiệt ............................................ 107

3.2 Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân Đào

để trữ nước cho vùng nghiên cứu ..................................................................... 110

3.2.1 Mô hình tiêu ........................................................................................ 111

3.2.2 Tính toán các số liệu đầu vào ............................................................... 119

3.2.3 Mặt Pareto và giải pháp vận hành ...................................................... 122

3.2.4 Tính toán thử nghiệm cho năm điển hình .............................................. 125

Kết luận chương 3 ............................................................................................ 128

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 130

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ ......................................... 133

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 134

Danh mục tài liệu tiếng Việt ............................................................................. 134

Danh mục tài liệu tiếng Anh ............................................................................. 136

PHỤ LỤC............................................................................................................ 140

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng1.1 Tổng hợp các chỉ số hạn hán ...................................................................... 8

Bảng 1.2. Diện tích hạn trong vùng một số năm .................................................... 17

Bảng1.3. Ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu ................................................... 40

Bảng 2.1. Cơ cấu diện tích đất vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào ................................ 54

Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào năm

2012 ...................................................................................................................... 55

Bảng 2.3. Diến biến mực nước Sông Lam các tháng kiệt một số năm .................... 56

Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật cống Nam Đàn .......................................................... 57

Bảng2.5. Thống kê các trục kênh trữ nước trong vùng ........................................... 59

Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật trạm bơm Hưng Châu ............................................... 60

Bảng 2.7. Diện tích hạn trong vùng một số năm gần đây ....................................... 63

Bảng 3.1. Thời vụ cây trồng vùng sông Cả ............................................................ 96

Bảng 3.2. Hệ số sinh lý cây trồng theo các giai đoạn phát triển .............................. 97

Bảng 3.3. Đặc trưng khí hậu tram Vinh ................................................................. 97

Bảng 3.4. Nhu cầu nước cho trồng trọt vùng nghiên cứu ....................................... 98

Bảng 3.5. Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi ............................................................ 99

Bảng 3.6. Nhu cầu nước cho chăn nuôi .................................................................. 99

Bảng 3.7. Mức cấp nước cho nuôi trồng thủy sản lưu vực sông Cả ...................... 100

Bảng 3.8. Nhu cầu nước cho nuôi trồng thủy sản ................................................. 100

Bảng 3.9. Chỉ tiêu cấp nước cho sinh hoạt ........................................................... 101

Bảng 3.10. Nhu cầu nước cho sinh hoạt ............................................................... 101

Bảng 3.11. Tổng lượng nước thiếu hụt vùng Nam Hưng Nghi - P=75% .............. 106

Bảng 3.12. Tổng lượng nước thiếu hụt vùng Nam Hưng Nghi- P=85% ............... 107

Bảng 3.13. Kích thước kênh hiện tại .................................................................... 108

Bảng 3.14. Kích thước kênh đề xuất .................................................................... 110

Bảng 3.15.Kết quả tính toán quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng nước cần

tiêutrên kênh Lê Xuân Đào .................................................................................. 116

Bảng 3.16. Kết quả tính toán quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối

ngày trên kênh Lê Xuân Đào ............................................................................... 118

Bảng 3.17: Các phương án tối ưu đại diện ........................................................... 125

Bảng 3.18: Tương quan vận hành năm 2014 với các phương án tối ưu đại diện ... 127

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ quan hệ lượng mưa- dòng chảy và các loại hạn .............................. 6

Hình 2.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu .................................................................... 50

Hình 2.2. Biểu đồ mưa trung bình tháng ................................................................ 51

Hình 2.3. Sơ đồ khu vực nghiên cứu ...................................................................... 53

Hình 2.4. Cống Nam Đàn ...................................................................................... 57

Hình 2.5. Trạm bơm 12/9 ...................................................................................... 58

Hình 2.6. Kênh Tiến Thắng ................................................................................... 59

Hình 2.7. Biểu đồ Diễn biến mực nước thượng lưu cống Nam Đàn đo 2 lần/ngày

(Năm 2010) ........................................................................................................... 64

Hình 2.8. Biểu đồ Diễn biến mực nước thượng lưu cống Nam Đàn trung bình tháng

(Năm 2010) ........................................................................................................... 65

Hình 2.9. Sơ đồ nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận ........................................... 69

Hình 2.10. Sơ đồ lưu vực sông .............................................................................. 74

Hình 2.11. Các công cụ trong Mike Basin ............................................................. 76

Hình 2.12. Các node và lưu vực trên sông ............................................................. 78

Hình 2.13. Minh họa sắp hạng nhanh không bị trội ................................................ 81

Hình 2.14. Minh họa sự quy tụ của các nghiệm quanh một nghiệm ....................... 82

Hình 2.15. Minh họa tính khoảng cách quy tụ tại cá thể i....................................... 82

Hình 2.16. Sơ đồ khung xây dựng giải pháp tối ưu ................................................ 88

Hình 2.17. Sơ đồ thể hiện thuật toán NSGA II ....................................................... 91

Hình 3.1a. Sơ đồ tính toán cân bằng nước lưu vực sông Cả ................................. 102

Hình 3.1b. Sơ đồ tính toán cân bằng nước lưu vực sông Cả (tiếp) ........................ 103

Hình3.2. Sơ đồ tính toán mô hình Mike Basin lưu vực sông Cả ........................... 104

Hình 3.3 Mặt cắt kênh 12/9 (đoạn 1) hiện trạng và mở rộng ................................ 109

Hình 3.4. Sơ đồ mạng lưới hệ thống kênh chính .................................................. 112

Hình 3.5. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng nước cần tiêu ...... 115

Hình 3.6. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày trên

kênh .................................................................................................................... 117

Hình 3.7. Biểu đồ tổng lượng xả (m3/s) ............................................................... 119

Hình 3.8. Biểu đồ dung tích của hệ thống (106m3) ............................................... 120

Hình 3.9. Biểu đồ lượng bốc hơi mặt thoáng trên kênh (106m3/ngày) .................. 121

Hình 3.10. Biểu đồ dòng chảy vào do mưa (m3/s) ................................................ 121

Hình 3.11. Biểu đồ dòng chảy lấy vào (m3/s) ....................................................... 122

Hình 3.12. Kết quả nghiệm pareto ....................................................................... 123

Hình 3.13. Các nghiệm điển hình ........................................................................ 125

Hình 3.14. Tương quan giữa các nghiệm điển hình và thực tế vận hành năm 2014127

vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH Biến đổi khí hậu

DP Quy hoạch động

ESO Tối ưu hóa ngẫu nhiên hiện

HTX Hợp tác xã

ISO Tối ưu hóa ngẫu nhiên ẩn

LP Quy hoạch tuyến tính

NLP Quy hoạch phi tuyến

NSGA II Thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội

XNTL Xí nghiệp thủy lợi

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án

Trước đây, nước được coi như là một nguồn tài nguyên vô tận. Qua quá trình phát

triển của nhân loại, với sự bùng nổ về dân số, sự phát triển mạnh mẽ kinh tế xã hội

và đời sống sản xuất, tình trạng thiếu hụt nước giờ đây đã trở thành một mối lo ngại

hàng đầu của con người. Điều này đòi hỏi ở các nhà quản lý, các nhà hoạch định

chiến lược phát triển phải có được sự thay đổi hợp lý nhằm sử dụng hiệu quả tài

nguyên nước.

Trong sản xuất nông nghiệp, sử dụng hiệu quả tài nguyên nước đã trở thành một

chiến lược quan trọng, đặc biệt tại các vùng khô hạn và bán khô hạn.Trong những

năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu phát triển các

kỹ thuật phân phối tài nguyên nước nhằm sử dụng nước một cách có hiệu quả.

Nhiều kỹ thuật đã được sử dụng như các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, các kỹ thuật

thu trữ nước…

Biến đổi khí hậu cũng là một nhân tố gây ảnh hưởng lớn đến khả năng phân phối

nước của một lưu vực.Biến đổi khí hậu đã gây ra một thực trạng là vào mùa khô,

khí hậu trở nên khắc nghiệt hơn, nắng nóng hơn và thời gian kéo dài hơn. Trong khi

đó, vào mùa mưa thì lại xảy ra lũ lụt thường xuyên hơn, hiện tượng thừa nước diễn

ra ở hầu hết tất cả các lưu vực. Việc thiếu nước vào mùa kiệt và thừa nước vào mùa

mưa đang là một thách thức lớn cho nhân loại nói chung và cho ngành nông nghiệp

nói riêng. Nhiều giải pháp khắc phục các hiện tượng trên đã được các nhà khoa học

đưa ra và được áp dụng tương đối thành công.Trong đó, giải pháp tích trữ nước mùa

mưa để sử dụng cho mùa khô là hiệu quả hơn cả.

Hiện nay, các nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng nước hiệu quả cho nông

nghiệp tại hạ lưu các con sông chủ yếu tập trung vào việc cải thiện kỹ thuật tưới,

thay đổi giống và cơ cấu cây trồng hoặc chỉ là những mô hình thu trữ nước nhỏ,

phục vụ cho các cây trồng có khả năng chịu hạn cao mà chưa tập trung vào vấn đề

nghiên cứu thu trữ nước mùa mưa và cung cấp một cách tối ưu nhất cho mùa khô.

2

Vì vậy, việc nghiên cứu khả năng thu trữ nước của hệ thống và xây dựng một quy

trình vận hành một cách hiệu quả nhất nhằm thu trữ đủ lượng nước mưa để cấp bù

cho lượng thiếu hụt phục vụ sản xuất nông nghiệp, giảm chi phí bơm tiêu là cần

thiếtvà đề tài: “Nghiên cứu xây dựng bài toán tối ưu vận hành trữ nước tưới để giảm

thiểu ảnh hưởng của hạn hán tới sản xuất nông nghiệp vùng hạ du sông Cả- Nghiên

cứu điển hình tại hệ thống thủy lợi Lê Xuân Đào” là có ý nghĩa khoa học và thực

tiễn.

2. Mục tiêu của luận án

Xác định đươc nhu cầu và khả năng cấp nước của hệ thống tưới trong mùa

kiệt và đề xuất giải pháp thu trữ nước hợp lý phục vụ sản xuất nông nghiệp.

Ứng dụng bài toán tối ưu xây dựng kế hoạch vận hành theo thời gian thực

cho giải pháp được đề xuất bảo đảm cung cấp đủ nước tưới trong mùa kiệt,

tiết kiệm chi phí trong vận hành hệ thống.

3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp thu trữ nước, và xây dựng thuật toán vận

hành tối ưu điều tiết nước theo thời gian thực cho vùng 9 xã thuộc kênh Lê Xuân

Đào, hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An là một trong những vùng bị hạn hán nặng

nhất trong hệ thống.

4. Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận

Cách tiếp cận:

Tiếp cận từ thực tiễn: Nông nghiệp vẫn đóng vai trò chính trong phát triển

kinh tế của vùng nghiên cứu, trong khi đó những tháng mùa kiệt mực nước

sông Cả xuống thấp, Cống Nam Đàn không lấy được nước làm cho tình hình

hạn hán xẩy ra nghiêm trọng ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và đời

sống của nhân dân. Vì vậy cách tiếp cận từ thực tiễn để xác định nguyên

nhân, mức độ, thời gian để đề xuất giải pháp chống hạn.

3

Tiếp cận hệ thống: Trên lưu vực sông Cả nói chung và vùng nghiên cứu nói

riêng là một thể thống nhất, các điều kiện tự nhiên như thời tiết, khí hậu, chế

độ dòng chảy, các công trình khai thác sử dụng nước trên lưu vực đều có mối

quan hệ và những tác động tương tác lẫn nhau, vì vậy để có thể đề xuất được

giải pháp hiệu quả, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cần có một cách tiếp cận

hệ thống

Tiếp cận từ dưới lên: Những công trình thủy lợi phục vụ sản xuất nông

nghiệp, hiệu quả của công trình được xác định từ đồng ruộng như diện tích

được tưới tiêu, các dịch vụ thủy nông cơ sở, năng suất cây trồng mang lại...

Vì vậy cần có cách tiếp cận từ dưới lên để xác định nhu cầu của dịch vụ tưới

tiêu cũng như nguyên vọng người dân và chủ trương của địa phương để tạo

sự đồng thuận cũng như tính phù hợp của giải pháp được đề xuất.

Phương pháp nghiên cứu:

1. Phương pháp khảo sát, thu thập số liệu: Xác định được hiện trạng

hệ thống, tình hình tưới tiêu, hạn hán và quản lý vận hành của hệ

thống, thu thập các dữ liệu đầu vào để thực hiện các nội dung

nghiên cứu.

2. Phương pháp kế thừa: Kế thừa có chọn lọc các tài liệu, phương

pháp luận và các kết quả nghiên cứu của các đề tài, dự án liên

quan đến nội dung đề tài trong và ngoài nước.

3. Phương pháp (xác suất) thống kê: Xử lý các tài liệu về khí tượng,

thủy văn, tính toán tần suất, phân tích các tài liệu kinh tế, xã hội.

4. Phương pháp mô hình toán: Sử dụng chương trình phần mềm máy

tính để tính toán nhu cầu nước cho các cây trồng, cân bằng nước,

xác định lượng nước thiếu hụt so với yêu cầu sử dụng và mô hình

tính toán thủy lực để xác định chế độ dòng chảy trong hệ thống

tưới.

5. Phương pháp tối ưu hóa trong quản lý vận hành hệ thống: Xây

dựng hàm vận hành tối ưu cho hệ thống

4

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học: Xây dựng được phương pháp luận và các thuật toán tối ưu để

vận hành hệ thống tưới trong mùa kiệt bằng biện pháp thu trữ nước.Trong nghiên

cứu về vận hành hệ thống, thuật toán tìm kiếm giải pháp tối ưu đã được lập bằng

ngôn ngữ lập trình Matlab. Thuật toán này lấy thuật toán di truyền sắp xếp các

nghiệm không trội NSGA II (Deb 2000) làm cơ sở, bài toán được chuyển về tìm

tham số của một dạng hàm vận hành đã được đề xuất với mục tiêu tối ưu hóa 2 chỉ

tiêu về tổng lượng tiêu và lượng nước thiếu hụt mà luôn mâu thuẫn nhau trong thực

tế.

Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đề xuất được giải pháp và kế hoạch vận hành tối ưu

cho hệ thống kênh phục vụ tưới cho mùa khô vùng 9 xã phía Đông nam của huyện

Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An. Giải pháp này có thể ứng dụng cho các vùng khác có

điều kiện tự nhiên tương tự.

6. Những đóng góp mới của luận án

1. Đã xây dựng được bài toán tối ưu hỗ trợ ra quyết định vận hành trữ nước

tưới để giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán tới sản xuất nông nghiệp.

2. Đề xuất được giải pháp và kế hoạch vận hành tối ưu cho hệ thống thủy lợi Lê

Xuân Đào trong mùa kiệt.

Các kết quả của luận án có thể tham khảo và áp dụng được cho các hệ thống tương

tự.

7. Bố cục của luận án

Luận án được trình bày trong 3 chương chính như sau:

Chương 1.Tổng quan

Chương 2.Phương pháp luận và công cụ nghiên cứu

Chương 3.Kết quả nghiên cứu

5

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

1.1 Hạn hán và những tác động của hạn hán đối với nông nghiệp

1.1.1 Hạn hán và nguyên nhân

Hạn hán là một hiện tượng phổ biến tại hầu hết các vùng địa lý trên trái đất, là dạng

thiên tai phức tạp và có ảnh hưởng đến nhiều người nhất. Theo Trung tâm quản lý

hạn Châu Âu (European Drought Centre), hạn là hiện tượng khí hậu xảy ra khi

lượng nước sẵn có trong tự nhiên thấp dưới mức trung bình trong một thời gian dài.

Hạn hán tác động tới tất cả các thành phần của chu trình thủy văn, từ hiện tượng

làm giảm lượng mưa dẫn đến giảm độ ẩm trong đất, giảm lượng nước bổ cập và trữ

lượng nước dưới đất, và hệ quả là giảm lưu lượng hoặc làm khô cạn sông suối. Hạn

hán không chỉ ảnh hưởng về các mặt kinh tế, xã hội mà còn tác động rất lớn đến

môi trường. Khi hạn hán xảy ra, nông nghiệp là ngành chịu ảnh hưởng trước tiên do

đặc trưng của ngành sản xuất này phụ thuộc rất lớn vào nguồn nước.

Các nhà nghiên cứu của Trung tâm Giảm nhẹ hạn hán Quốc gia thuộc trường đại

học Lebrasca-Licoln – Mỹ đã phân hạn hán thành 4 loại: hạn khí tượng, hạn thủy

văn, hạn nông nghiệp, và hạn kinh tế xã hội [32]. Trong các loại hạn này, hạn khí

tượng là hiện tượng tự nhiên có nguyên nhân trực tiếp từ khí hậu và biến đổi theo

vùng. Trong khi đó, hạn nông nghiệp, thủy văn, và kinh tế xã hội tập trung nhiều

hơn vào các khía cạnh xã hội, chúng thể hiện mối tương tác giữa các tính chất tự

nhiên của hạn thủy văn và các hoạt động của con người.

Hạn hán là hiện tượng hết sức phức tạp mà sự hình thành là do cả hai nguyên nhân:

tự nhiên và con người. Các yếu tố tự nhiên gây hạn như sự dao động của các dạng

hoàn lưu khí quyển ở phạm vi rộng và các vùng xoáy nghịch, hoặc các hệ thống áp

cao, sự BĐKH, sự thay đổi nhiệt độ mặt nước biển như El Nino và các nguyên nhân

do con người như nhu cầu nước ngày càng gia tăng, phá rừng, ô nhiễm môi trường

ảnh hưởng tới nguồn nước, quản lý đất và nước kém bền vững, gây hiệu ứng nhà

kính. Quá trình phát sinh và diễn biến hạn hán được trình bày theo hình 1.1, hình

này mô tả sơ đồ quá trình phát sinh và diễn biến hạn hán. Theo đó hạn khí tượng

6

xảy ra trước tiên do không mưa hoặc ít mưa trong thời gian đủ dài, đồng thời những

yếu tố khí tượng đi kèm với sự thiếu hụt mưa gây bốc thoát hơi nước gia tăng. Sự

thiếu hụt mưa và gia tăng bốc hơi sẽ dẫn đến sự suy giảm/suy kiệt độ ẩm đất – hạn

đất và hạn nông nghiệp ở vùng không được tưới sẽ xảy ra. Sự suy kiệt độ ẩm đất

cũng đồng thời dẫn đến sự suy giảm bổ cập nước ngầm làm giảm lưu lượng và hạ

thấp mực nước ngầm. Sự suy giảm đồng thời cả dòng mặt và dòng ngầm dẫn đến

hạn thủy văn.

Hình 1.1: Sơ đồ quan hệ lượng mưa- dòng chảy và các loại hạn

Hạn khí tượng

Dao động khí hậu tự nhiên

Không mưa/ít mưa Nhiệt độ, tốc độ gió, bức xạ

mặt trời cao, độ ẩm thấp...

Thiếu hụt mưa

Tăng lượng bốc thoát hơi

nước

Hạn nông nghiệp

Thiếu hụt độ ẩm đất

Cây thiếu nước, bị giảm sinh

khối và sản lượng

Hạn thủy văn

Giảm dòng chảy mặt, lượng

nước thấm tạo nguồn nước

ngầm

Giảm dòng chảy sông suối,

dòng chảy vào ao, hồ, vùng

đất ngập

7

Có thể định nghĩa các loại hạn như sau:

Hạn khí tượng: Thiếu hụt nước trong cán cân lượng mưa – lượng bốc hơi,

nhất là trong trường hợp liên tục không mưa. Ở đây lượng mưa tiêu biểu cho

phần thu và lượng bốc hơi tiêu biểu cho phần chi của cán cân nước. Do

lượng bốc hơi đồng biến với cường độ bức xạ, nhiệt độ, tốc độ gió và nghịch

biến với độ ẩm nên hạn hán gia tăng khi nắng nhiều, nhiệt cao, gió mạnh,

thời tiết khô ráo.

Hạn nông nghiệp: Thiếu hụt mưa dẫn tới mất cân bằng giữa hàm lượng nước

thực tế trong đất và nhu cầu nước của cây trồng.Hạn nông nghiệp thực chất

là hạn sinh lý được xác định bởi điều kiện nước thích nghi hoặc không thích

nghi của cây trồng, hệ canh tác nông nghiệp, thảm thực vật tự nhiên… Ngoài

lượng mưa ra, hạn nông nghiệp liên quan với nhiều điều kiện tự nhiên (địa

hình, đất,…) và điều kiện xã hội (tưới, chế độ canh tác…)

Hạn thủy văn: Dòng chảy sông suối thấp hơn trung bình nhiều năm rõ rệt và

mực nước trong các tầng chứa nước dưới đất bị hạ thấp.Ngoài lượng mưa ra,

hạn thủy văn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác: dòng chảy mặt, nước

ngầm tầng nông, nước ngầm tầng sâu…

Hạn kinh tế xã hội: Nước không đủ cung cấp cho nhu cầu của các hoạt động

kinh tế - xã hội.

Mức hạn có thể được phân theo nhiều cách khác nhau, tuy nhiên về cơ bản là dựa

trên số liệu thống kê nhiều năm của lượng mưa vào các năm hạn.

Các yếu tố cơ bản để phân loại tình trạng hạn hán bao gồm:

Lượng mưa (tháng, mùa).

Mực nước ngầm.

Mực nước/dung tích hồ chứa.

Mực nước, lưu lượng trên sông suối.

Để việc giám sát hạn hán có hiệu quả hơn và dự báo các tình trạng hạn hán sát với

diễn biến hạn hán thực tế cần tính toán và phân tích thêm các chỉ số hạn. Hiện nay,

ở trên thế giới có rất nhiều chỉ số hạn khác nhau được sử dụng để phân loại, dự báo,

cảnh báo mức độ hạn hán. Các chỉ số này đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng, cần

tùy vào điều kiện thực tế để áp dụng, một số chỉ số sử dụng phổ biến được thống kê

theo bảng 1.1.

8

Bảng1.1 Tổng hợp các chỉ số hạn hán

Chi sô Mô ta va sư dung Điêm manh Điêm yêu

Cac chi sô han khí tượng

Ty chuân Dê tinh toan Đươc

sư dung rông rai

Co hiêu qua trong viêc

so sanh vung riêng le

hoăc mua

Lương mưa không

co phân bô chuân.

Cac gia tri phu

thuôc vao tinh đia

phương va mua

Lương mưa

va tich luy

Chênh lêch

lương mưa

Thâp phân vi

Gibbs va

Maher [33]

Dê tinh toan băng

cach lâp nhom

lương mưa thanh

cac thâp phân vi.

Đươc hê thông theo

doi han han ơ Uc

ap dung

Lương hoa thông kê

chinh xac, tinh toan

đơn gian. Tao ra sư

đông nhât trong phân

loai han han

Đê tinh toan chinh

xac cân co chuôi sô

liêu khi hâu nhiêu

năm

Chi sô chuân

hoa lương

mưa (SPI),

McKee et al.

[42]

Dưa vao xac suât

lương giang thuy ơ

cac pham vi thơi

gian bât ky. Đươc

nhiêu nha kê hoach

sư dung

Tinh toan cho cac

pham vi thơi gian khac

nhau; đưa ra canh bao

sơm han han va hô trơ

cho viêc ươc lương

mưc đô khăc nghiêt

cua han han.

Cac gia tri co thê

thay đôi Chi sư

dung đên tham sô

giang thuy.

Chi sô khăc

nghiêt cua

han han

(PDSI),

Palmer [51]

Alley [61]

Thuât toan đô âm

đât đươc hiêu chinh

cho nhưng khu vưc

tương đôi đông

nhât. Đươc sư dung

ơ My cho cac

chương trinh bao

đông giam thiêu

La chi sô han han tông

quat đâu tiên; đươc sư

dung rông rai. Rât hiêu

qua đôi vơi han nông

nghiêp vi co kem theo

đô âm đât.

Chi sô PDSI co thê

lam trê sư khân câp

cua han. Kem phu

hơp đôi vơi cac

vung nui thương

xuyên xay ra cac

cưc tri khi hâu.

Phưc tap. Cac câp

9


han han va cac kê

hoach đôt xuât.

han không đông

nhât vơi mưc cân

thiêt, dươi dang xac

suât xay ra, ca

không gian va thơi

gian.

Cac chi sô han nông nghiêp

Chi sô âm cây

trông (CMI)

Palmer [50]

La san phâm rut ra

tư chi sô PDSI.

Phan anh đươc

nguôn âm trong đât

ơ thơi đoan ngăn.

Xac đinh đươc kha

năng xay ra han nông

nghiêp.

Không phai la công

cu tôt đê giam sat

han han dai han.

Chi sô phuc

hôi han han

(RDI)

Tsakiris [60]

Tương tư như SPI.

Biên sô chu yêu la

P/PET

Han han dưa vao ca

giang thuy lân bôc

thoat hơi tiêm năng.

Phu hơp vơi cac kich

ban biên đôi khi hâu.

Cân sô liêu đê tinh

PET.

Cac chi sô han thuy văn

Chi sô han

thuy văn

Palmer

(PHDI),

Palmer [51]

Cung giông như

PDSI nhưng đoi

hoi nhiêu tham sô

hơn đê xem xet

han. Han chi kêt

thuc khi ty sô Pe

(đô âm nhân đươc

so vơi đô âm cân

thiêt) la 1.

Cung giông như PDSI Cung giông như

PDSI

10


Chi sô cung

câp nươc măt

(SWSI) Shafer

va Dezman

[54]

Dang mơ rông cua

chi sô Palmer co

tinh đên lương

tuyêt trên nui.

Thê hiên cac điêu kiên

nguôn nươc măt va

quan ly nươc. Tinh

toan đơn gian. Kêt hơp

đươc cac đăc điêm

thuy văn va khi hâu.

Co xem xet lương

nươc tich trư trong hô.

Viêc quan ly phu

thuôc thông nhât

vơi tưng lưu vưc,

han chê viêc so sanh

giưa cac vung năm

trong lưu vưc.

Không thê hiên tôt

cac đơt han khắc

nghiêt.

Việc nghiên cứu áp dụng một chỉ số hạn nào đó còn phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu

quan trắc sẵn có.Một chỉ số hạn dù được đánh giá là tốt nhưng cũng không khả

dụng nếu thiếu số liệu quan trắc cần thiết. Chỉ số Palmer, một chỉ số tổng hợp được

áp dụng rất thành công ở Mỹ, cho đến nay vẫn không thể áp dụng rộng rãi cho

nhiều vùng khác trên thế giới cũng chính bởi lý do thiếu dữ liệu quan trắc. Những

chỉ số này sẽ là cơ sở quan trọng để thiết lập hệ thống đánh giá, giám sát và cảnh

báo hạn hán. Bên cạnh đó cũng cần phân tích, đánh giá những chỉ số hạn tổng hợp

được thừa nhận và áp dụng rộng rãi trên thế giới để kiến nghị thiết lập hệ thống

quan trắc số liệu bổ sung, nhằm có thể áp dụng những chỉ số này trong tương lai,

từng bước nâng cao chất lượng của hệ thống giám sát, cảnh báo và dự báo.

1.1.2 Một số tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp trên Thế giới

Từ nhiều đời nay, nhân loại đã chứng kiến nhiều đợt hạn hán đã xảy ra liên tiếp ở

nhiều nơi trên thế giới, gây ra thiệt hại vô cùng to lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng tới

phát triển kinh tế và cuộc sống của con người. Hạn hán đã biến nhiều vùng đất phì

nhiêu trở thành hoang mạc, và mặc dầu đến nay khoa học kỹ thuật đã phát triển ở

trình độ cao, hiện tượng hạn hánvẫn tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới.Một

thời kỳ hạn thường có khoảng thời gian kéo dài từ hàng tháng đến hàng năm khi sự

11

cung cấp ẩm cho một khu vực nào đó giảm mạnh so với giá trị trung bình khí hậu.

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về các vấn đề liên

quan đến hạn hán.Năm 2007, trong báo cáo đánh giá lần thứ Tư (AR4) của Ủy ban

Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC-Intergovernmental Panel on Climate

Change) đã nhận định rằng những khu vực dễ bị hạn hán và những khu vực bị ảnh

hưởng bởi các sóng nhiệt có thể có qui mô hạn hán tăng lên. Những tác động của

hạn hán theo các vùng miền như sau:

Vùng khí hậu nhiệt đới được đặc trưng bằng nhiệt độ cao và khá ổn định. Do

đó các nước thuộc khu vực này chịu ảnh hưởng tương đối nặng nề bởi hạn hán.

Tại Ấn Độ, vào những năm đầu thế kỷ 18, thiên tai hạn hán đã gây ra tổn thất hoàn

toàn mùa vụ, dẫn đến nạn đói khủng khiếp ở nước này trong các năm từ 1702 đến

1704. Tiếp đó lại có hạn từ năm 1769 đến 1770 làm cho 5 triệu người chết vì đói và

dịch bệnh. Gần đây, năm 1987 lại xảy ra hạn hán nghiêm trọng, kèm theo nạn đói

lan rộng. Cũng từ năm này, Chính phủ Ấn Độ đã đề ra quy chế nhà nước về quản lý

hạn hán và ban hành các luật về phòng chống và giảm nhẹ thiên tai hạn hán.

Trong những năm 1997, 1998 do ảnh hưởng của hiện tượng El-Ninô, các nước

trong khu vực Đông Nam Á (trong đó có nước ta) hầu như không có mưa, nhiệt độ

không khí cao là nguyên nhân chính gây cháy rừng ở nhiều nơi, điển hình là

Inđônêsia và Malaysia.

Ở Inđônêsia, hiện tượng ENSO xảy ra đồng thời với hạn hán đã làm cho 420.000 ha

ruộng lúa bị ảnh hưởng do thiếu nước và 158.000 ha bị mất trắng. Ngoài ra phải kể

đến 3.7 triệu ha rừng gỗ tái sinh bị cháy trụi. Năm 1991, hiện tượng ENSO cùng với

nắng nóng đã gây nên hạn hán ảnh hưởng trên diện tích 843.000 ha, trong đó có

190.000 ha lúa bị huỷ hoại hoàn toàn. Đây là đợt hạn hạn nặng nhất ở nước này đã

gây ra tổn thất lớn cho sản xuất nông nghiệp, Chính phủ phải nhập khẩu khẩn cấp

600.000 tấn lương thực. Cũng do hạn hán năm 1991, ở Inđônêsia đã xảy ra cháy

88.000 ha rừng tại Kalimanan cùng lúc với hiện tượng ENSO. Rừng cháy đã tạo ra

một lớp khói dầy đặc bao phủ bầu trời đảo Kalimanan, sau đó lan tới Singapore và

12

Malaysia trong tháng 9, 10 năm 1991.

Tại Brazil năm 2015, một đợt hạn hán kéo dài ảnh hưởng đến phía đông nam của

Brazil bao gồm cả khu vực đô thị của Sao Paulo và Rio de Janeiro. Đợt hạn hán này

được mô tả là tồi tệ nhất trong 80 năm qua.

Ở vùng ôn đới, những vùng khan hiếm nước xung quanh Địa Trung Hải

được dự tính sẽ trở nên xấu hơn trong tương lai dẫn đến hạn hán tăng lên về tần suất

và khắc nghiệt hơn.

Ở miền nam Châu Âu, kết quả dự tính cho thấy tình trạng nhiệt độ cao và hạn hán

có thể xấu đi ở khu vực khan hiến nguồn nước mặt và khu vực có sóng nhiệt.Ở

miền trung và miền đông Châu Âu, lượng giáng thủy mùa hè được dự tính là giảm

dẫn đến tình trạng khó khăn về nước lớn hơn. Nhiệt độ tăng cao hơn dẫn đến sự bốc

thoát hơi sẽ lớn hơn, trong khi đó dòng chảy năm ở các khu vực bắc và tây Châu Âu

cũng tăng lên. Điều này sẽ ảnh hưởng đến tần suất xuất hiện và cường độ của hạn

hán, đặc biệt là hạn hán trong các tháng mùa đông.

Tại Trung Quốc năm 1941, một thảm họa tồi tệ nhất do hạn hán và thiếu mưa gây ra

làm thiệt hại hàng triệu cây trồng và thiếu lương thực, hậu quả là gần ba triệu người

đã chết. Theo kết quả nghiên cứu của Viện quản lý nước quốc tế thì đến năm 2025,

Trung Quốc là một trong những nước thiếu nước trầm trọng, mặc dù đã áp dụng các

biện pháp tiết kiệm nước, vẫn không đủ nước để sản xuất lương thực, nên sẽ phải

nhập khẩu từ 170 đến 300 triệu tấn lượng thực.

Tại Nhật Bản, năm 1994 có một đợt sóng nhiệt độ cao kéo dài, lan rộng từ Mỹ qua

Nhật làm cho nhiệt độ trung bình lên tới 370C (cao nhất tới 400C) và kéo dài nhiều

ngày tại Nhật Bản đã gây nên hạn nặng trên 1/3 lãnh thổ của nước này. Nhiều vùng

phải vận chuyển nước sinh hoạt từ xa đến.

Năm 2014, nhiều nơi ở Tây Ban Nha bị hạn hán cường độ cao nhất trong hơn một

thế kỷ rưỡi. Valencia và Alicante là hai trong những khu vực tồi tệ nhất bị ảnh

hưởng. Theo cơ quan khí tượng của nước nước này, trong vòng 150 năm qua, họ

chưa bao giờ chứng kiến một đợt hạn hán dài và dữ dội như vậy.

13

Vùng khí hậu khô cằn và bán khô cằn, điển hình là Châu Phi là một trong

những khu vực hạn hán triền miên gây ra đói nghèo đối với người dân ởlục địa này.

Tài nguyên nước châu Phi thuộc loại thấp nhất so với mức trung bình trên thế giới,

tổng lượng nước sử dụng năm 1995 là 145,14 tỷ m3, mới chỉ chiếm 4% so với tổng

lượng nước sản sinh. Nhưng do tài nguyên nước phân bố rất không đều, đặc biệt ở

vùng sa mạc Sahara, nên vùng này luôn luôn bị đe doạ bởi hạn hán, nhất là từ năm

1960 trở lại đây. Theo tác giả Lannart Olsson, sự suy giảm nguồn lương thực, năng

lượng và nước là những đặc trưng phổ biến của hạn hán ở châu Phi. Theo OTA

(Office Technology Assessment) do hạn hán kéo dài, sản xuất lương thực trong thời

kỳ từ 1975 đến 1985 tại Tây Phi đã giảm sút 25%. Cũng trong thời kỳ này, cộng

đồng quốc tế đã phải trợ giúp cho vùng Tây Phi tới 15 tỷ USD nhưng vẫn không

giúp được các nước ở vùng này ngăn cản sa sút của nền kinh tế. Theo tờ Newsweek

ngày 19/11/1984 thì đợt hạn hán tại Dahel năm 1974 đã làm chết tới 300.000 người,

ngoài ra còn ảnh hưởng đến 150 triệu người còn lại trên châu lục do đói kém và suy

dinh dưỡng. Một trong những điển hình về tính chất nghiêm trọng của hạn hán ở

châu Phi là nước Cộng hoà Sudan. Theo tờ News Times ngày 27/6/1985 có thể

khoảng một nửa triệu người đã chết vào 2 tháng liên tiếp. Chỉ riêng vùng Waall

thuộc tỉnh Darfur người ta đã thống kê có gần 100.000 người bị thiệt mạng. Năm

1983-1985, nạn đói tồi tệ nhất xảy ra ở Ethiopia trong lịch sử hiện đại do một đợt

hạn hán khắc nghiệt xảy ra trong khu vực, khiến hơn 400.000 ca tử vong. Giữa

tháng 7 năm 2011 và giữa năm 2012, một đợt hạn hán nghiêm trọng ảnh hưởng đến

toàn bộ Đông Phi. Hạn hán gây ra một cuộc khủng hoảng lương thực trầm trọng

khắp Somalia, Djibouti, Ethiopia, Kenya và đe dọa cuộc sống của hơn mười triệu

người. Năm 2012, gần hai mươi triệu người ở tám quốc gia Tây Phi gồm các khu

vực Sahel đã phải đối mặt với hạn hạn khủng khiếp kèm theocác loại cây trồng chết

hàng loạt, bệnh dịch hạch bùng phát, xung đột vũ trang giữa các phe phái. Điều đó

khiến họ lâm vào nạn đói khủng khiếp, thảm họa này trở thành một trong những

thảm cảnh tồi tệ nhất trên hành tinh trong những năm gần đây.

14

Ở vùng khí hậu lục địa/tiểu nhiệt, năm 1982-1983, Australia xảy ra đợt hạn

hán tồi tệ nhất của nước này trong thế kỷ XX. Đợt hạn hán này bắt đầu vào mùa thu

năm 1982, với sự thiếu hụt lượng mưa rất lớn ở phía đông Australia và sự xuất hiện

của sương giá lạnh càng khiến thời tiết trầm trọng hơn trong tháng Sáu và tháng

Bảy. Thời điểm đó, lượng nước ở thượng nguồn sông Murrumbidgee và các hồ

chứa khắp miền đông nam Australia giảm đến mức chưa từng có trước đó.

Hoa Kỳ là nước có sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ phát triển cao,

đồng thời cũng là quốc gia sử dụng nước nhiều nhất trên thế giới. Do vậy, những

năm bị hạn hán, thiệt hại về kinh tế ở nước này là rất nghiêm trọng. Các nghiên cứu

đã thống kê mức thiệt hại hàng năm do hạn hán khoảng 6-8 tỷ USD/năm. Hạn hán

năm 2002 kéo dài và khá nghiêm trọng ở một số khu vực, đặc biệt ảnh hưởng nặng

nề đến miền Trung và miền Tây Hoa Kỳ.

1.1.3 Những tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong khu vưc nhiệt đới, với kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa, hạn hán

xẩy ra ở cả vùng mưa nhiều cũng như vùng mưa ít, trong thời gian mùa khô thậm

chí ngay trong mùa mưa. Hạn hán xuất hiện tại các vùng sinh thái cũng rất khác

nhau. Vùng đồng bằng và trung du Bắc bộ thường gặp hạn hán trong vụ đông xuân,

rất hiếm khi gặp hạn hán vụ mùa; vùng Trung bộ từ Nghệ An đến Bình Định

thường xẩy ra hạn vụ hè thu, vùng Nam Trung Bộ thường gặp hạn hán vụ đông

xuân; miền tây Nam Bộ thường gặp hạn hán vào cuối vụ đông xuân, đầu vụ hè thu,

miền đông Nam Bộ thường gặp hạn hán vào vụ đông xuân; vùng Tây Nguyên

thường gặp hạn hán vào vụ đông xuân và đầu vụ hè thu.

Theo đánh giá của chương trình hành động giảm nhẹ thiên tai của Việt Nam thì hạn

hán là thiên tai gây tổn thất nghiêm trọng thứ 3 sau bão và lũ. Mặc dù hạn hán

không trực tiếp gây thiệt hại về người nhưng lại gây thiệt hại rất lớn về kinh tế, xã

hội và môi trường. Những thiệt hại do hạn hán không chỉ ảnh hưởng ngay tức thời

mà còn kéo dài ảnh hưởng đến nhiều vụ hoặc nhiều năm sau.

15

Năm 1944, Viêt Nam đã hưng chiu đơt han han nghiêm trong. Han han kêt hơp vơi

sâu bênh, lu lut trong mua thu hoach và chính sách phá lúa trồng ngô của quân phiệt

Nhật Bản đa dân đên nan đoi ơ Viêt Nam năm 1945 làm chết khoảng 2 triệu người.

Cuối năm 1992 đầu năm 1993, ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, thiếu hụt mưa đã gây ra

hạn hán ngay cuối vụ mùa năm 1992. Đầu năm 1993, dự trữ nguồn nước trong đất,

sông suối và ở các hồ chứa rất ít. Hạn hán thiếu nước nghiêm trọng trong vụ đông

xuân 1992-1993, hè thu 1993, ở hầu hết các vùng. Tổng diện tích lúa đông xuân bị

hạn trên 176.000 ha (bị chết trên 22.000 ha). Hạn hán tác động mạnh nhất đến nông

nghiệp các tỉnh Thanh Hoá - Bình Thuận (gần 1/2 diện tích lúa vụ hè thu năm 1993

bị hạn, bị chết 24.093 ha. Đồng bằng sông Cửu Long, hạn hán ít gay gắt hơn.

Hạn hán, thiếu nước mùa khô 1997-1998 là nghiêm trọng nhất, hầu như bao trùm cả

nước, gây thiệt hại nghiêm trọng: Lúa đông xuân, hè thu, lúa mùa bị hạn trên

750.000 ha (mất trắng trên 120.000 ha); cây công nghiệp và cây ăn quả bị hạn trên

236.000 ha (bị chết gần 51.000 ha); 3,1 triệu người thiếu nước sinh hoạt. Tổng số

thiệt hại về kinh tế khoảng 5.000 tỷ đồng.Chính phủ đã phải trợ giúp hàng chục tỷ

đồng để cung cấp nước sinh hoạt cho 18 tỉnh. Những thiệt hại khác chưa thống kê

và tính toán hết được như kinh tế, môi trường, xói mòn, sa mạc hoá, thiếu ăn, suy

dinh dưỡng, khủng hoảng tinh thần và giảm sút sức khỏe của hàng triệu người.

Năm 2001, các tỉnh Phú Yên, Quảng Nam, Quảng Bình, Quảng Trị là những tỉnh bị

hạn nghiêm trọng. Các tháng 6 và 7 hầu như không mưa. Chỉ riêng ở Phú Yên, hạn

hán đã gây thiệt hại 7200 ha mía, 500 ha sắn, 225 ha lúa nước và 300 ha lúa nương.

Trong 6 tháng đầu năm 2002, hạn hán nghiêm trọng đã diễn ra ở vùng Duyên hải

Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ gây thiệt hại về mùa màng, gây cháy

rừng trên diện rộng, trong đó có cháy rừng lớn ở các khu rừng tự nhiên U Minh

thượng và U Minh hạ.

Năm 2003, hạn hán bao trùm hầu khắp Tây Nguyên, gây thiệt hại cho khoảng 300

ha lúa ở Kon Tum, 3.000 ha lúa ở Gia Lai và 50.000 ha đất canh tác ở Đắk Lắc;

16

thiếu nước cấp cho sinh hoạt của 100.000 hộ dân. Chỉ tính riêng cho Đắk Lắc, tổng

thiệt hại ước tính khoảng 250 tỷ đồng.

Năm 2004 – 2005, ở Bắc Bộ, mực nước sông Hồng tại Hà Nội vào đầu tháng 3

xuống mức 1,72 m thấp nhất kể từ năm 1963 đến năm 2005. Ở Miền Trung và Tây

Nguyên, nắng nóng kéo dài, dòng chảy trên các sông suối ở mức thấp hơn trung

bình nhiều năm cùng kỳ, một số suối cạn kiệt hoàn toàn; nhiều hồ, đập dâng hết khả

năng cấp nước. Ninh Thuận là địa phương bị hạn hán thiếu nước khốc liệt nhất, chủ

yếu do mưa ít, các sông suối, ao hồ đều khô cạn, chỉ có hồ Tân Giang còn khoảng

500.000 m3 nước nhưng ở dưới mực nước chết, hồ thuỷ điện Đa Nhim- nguồn cung

cấp nước chủ yếu cho Ninh Thuận, cũng chỉ còn 1/3 dung tích so với cùng kỳ năm

trước. Toàn tỉnh có 47.220 người thiếu nước sinh hoạt. Tại Bình Thuận, tháng

11/2004 đến 2/2005 hầu như không mưa. Mực nước trên các triền sông gần như cạn

kiệt, lượng dòng chảy còn lại rất nhỏ; sông Dinh, sông Lòng Thương bị cạn khô.

Mực nước các hồ trong tỉnh đều thấp hơn mực nước chết từ 1,70 đến 2,2 m. Toàn

bộ lượng nước còn lại trong các hồ chứa không đáp ứng đủ nhu cầu cấp nước sinh

hoạt cho nhân dân, nước uống cho gia súc. Hạn hán thiếu nước làm gần 50 ngàn

người thiếu nước sinh hoạt, 16.790 hộ thiếu đói, khoảng 123.800 con bò thiếu thức

ăn và trên 89.000 bò, dê, cừu thiếu nước uống. Theo thống kê chưa đầy đủ, đến cuối

tháng 4 năm 2005, tổng thiệt hại do hạn hán gây ra ở các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây

Nguyên đã lên tới trên 1.700 tỷ đồng. Chính phủ phải cấp 100 tỷ đồng để hỗ trợ các

địa phương khắc phục hậu quả hạn hán thiếu nước và 1500 tấn gạo để cứu đói cho

nhân dân.Vùng ĐBSCL, thiệt hại do hạn hán, xâm mặn tới 720 tỷ đồng. Trên sông

Tiền, sông Hàm Luông, sông Cổ Chiên, sông Hậu, mặn xâm nhập sâu từ 60–80 km.

Riêng sông Vàm Cỏ, mặn xâm nhập sâu tới mức kỷ lục: 120- 140km.

Năm 2016, Việt Nam gánh chịu đợt hạn hán được cho là chưa từng trong lịch sử

100 năm qua. Đợt hạn hán kèm theo xâm nhập mặn này ảnh hưởng trực tiếp đến

hơn chục tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, sông ngòi trơ đáy, đất khô nứt nẻ. Thiên

tai gay gắt kéo dài, 500.000 ha lúa hè thu không thể xuống giống, tác động nghiêm

trọng đến đời sống của một triệu hộ dân (tương đương 5 triệu người).

17

1.1.4 Tình hình hạn trong khu vực nghiên cứu

a. Diện tích, khu vực hạn của nông nghiệp

Trong những năm gần đây tình hình hạn hán tại huyện Hưng Nguyên đặc biệt là các

xã: Hưng Châu, Hưng Lợi, Hưng Yên, Hưng Phúc, Hưng Mỹ diễn ra gay gắt, lượng

mưa mùa khô liên tục giảm mạnh, năm sau thấp hơn năm trước. Cùng với tác động

của gió Lào nên hạn hán tại vùng này càng khốc liệt hơn. Trong những năm gần

đây, tình hình hạn hán xảy ra thường xuyên hơn, nghiêm trọng hơn trong đó có thể

thống kê những đợt hạn hán nặng như hạn năm 1983, 1987, 1988, 1990, 1992,

1993, 1998, 2003, 2004, 2010 đặc biệt hạn rất nghiêm trọng vào năm 1993, 1998 và

năm 2010.

Theo thống kê huyện Hưng Nguyên mùa khô năm 2010 (các tháng 3,4,5,6) toàn

huyện có tổng số 5.540 ha lúa Hè - Thu đã gieo cấy được, 3.900 ha bị hạn, trong đó

có 2.800 ha gần như bị khô cháy trên ruộng. Diện tích hạn trong vùng được tổng

hợp như bảng 1.2.

Bảng 1.2. Diện tích hạn trong vùng một số năm

Năm Diện tích

hạn

nặng

(ha)

Diện tích hạn

trung bình

(ha)

Mùa, vụ Địa phương bị hạn

2008 1200 420 Đông Xuân,

Hè Thu

Hưng Yên, Hưng thông, Hưng

Tiến, Hưng Trung, Hưng Tây

2009 282 808 Hè Thu Hưng tân, Hưng Tiến, Hưng

Tung,Hưng Xá, Hưng

Đạo,Hưng Phúc, H. Thịnh

2010 2.800 1.100 ĐôngXuân Hưng Châu, Hưng Lợi, Hưng

Nguyên, Hưng Phúc, Hưng Mỹ,

Hưng Tiến, HưngTân.

Nguồn: Sở NN và PTNT Nghệ An (năm 2011)

18

b. Tác động của hạn đến nông nghiệp

- Tác động đến thời vụ gieo trồng: Nguyên nhân chính là thiếu nguồn nước cung

cấp cho sản xuất nông nghiệp, do đó những vùng thường xảy ra hạn hán do thiếu

nguồn hoặc lấy nước chậm hơn hoặc lấy nước sớm hơn các vùng khác do hệ thống

không đủ nước tưới đồng thời, phải thực hiện tưới luân phiên. Đã làm cho các xã

vùng hạn bị động trong sản xuất, phải thay đổi kế hoạch gieo trồng, cơ cấu giống.

+ Năm 2013 và những năm tiếp theo ở Hưng Nguyên đã phải xác định lại khung

thời vụ, cơ cấu giống, cũng như một số giải pháp kỹ thuật để né tránh thiên tai, giảm

thiểu thiệt hại, nhằm đảm bảo an sinh xã hội, nâng cao thu nhập cho người dân nông

thôn. Đẩy thời vụ sản xuất vụ xuân 2013 sớm hơn so với năm 2012 từ 5 - 7 ngày,

đồng thời thực hiện việc gieo mạ, che phủ nilon là yêu cầu bắt buộc.

+ Các xã, thị trấn có diện tích sâu, trũng dễ ngập lụt ở vụ hè thu chủ động xuống

giống sớm hơn so với khung thời vụ chung của huyện từ 7 - 10 ngày. Đặc biệt là xã

Hưng Trung, Hưng Nhân, một số diện tích bàu, biền sâu trũng của các xã: Hưng

Lợi, Hưng Đạo, Thị trấn, Hưng Thịnh, Hưng Tân, Hưng Thông, Hưng Yên Bắc,

Hưng Yên Nam.

+ Diện tích chân đất vàn trung, xuống giống khoảng từ ngày 5/1 đến ngày

10/1/2013 (cơ cấu các giống có thời gian sinh trưởng từ 125 - 135 ngày). Các chân

đất vàn cao xuống giống từ ngày 10/1 đến 15/1/2013 (cơ cấu các giống có thời gian

sinh trưởng từ 125 - 130 ngày).

- Diện tích gieo trồng bị thu hẹp, giảm năng suất cây trồng: Những biến đổi thất

thường của thời tiết trong những năm qua đã gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông

nghiệp ở huyện Hưng Nguyên như: Hạn hán hè thu 2010 làm hơn 3.500 ha lúa bị

giảm năng suất trên 50%; Cuối vụ hè thu 2010 mưa lớn kết hợp triều cường gây

ngập úng hơn 800 ha gieo cấy muộn do hạn hán đầu vụ. Vụ xuân và Hè thu năm

2011 hạn chỉ xảy ra cục bộ ở một số xã như Hưng lợi, Hưng Tân, Hưng Tiến, nhưng

lại xảy ra rét đậm, rét hại kéo dài làm hơn 1.050 ha lúa bị chết rét. Vụ hè thu 2011,

mưa lớn từ ngày 9 -12 làm ngập hơn 1.400 ha lúa trong đó 847 ha đang giai đoạn

19

trổ đến phơi mầu, Vụ hè thu 2012 mưa lớn đến sớm từ ngày 4 - 6/9 gây ngập úng

hơn 1.800 ha lúa, trong đó hơn 1.000 ha bị thiệt hại nặng… đặc biệt là diện tích lúa

của một số xã vùng giữa và các xã vùng ngoài, gieo cấy muộn bị thiệt hại khá lớn.

- Tăng kinh phí để chống hạn: Hạn hán tác động đến kinh tế xã hội như giảm năng

suất cây trồng, giảm diện tích gieo trồng, giảm sản lượng cây trồng, mà còn tăng chi

phí sản xuất nông nghiệp, giảm thu nhập của lao động nông nghiệp. Năm 2012

huyện Hưng Nguyên đã phải chi phí 17.626.200.000 đồng để nạo vét 14 bể hút các

trạm bơm và 8 kênh trục dẫn nước chống hạn (Nguồn: Phòng Nông nghiệp huyện

Hưng Nguyên). Theo báo cáo tổng kết năm 2012 của công ty thủy lợi Nam Nghệ

An, tiền điện bơm nước phục vụ chống hạn của công ty Thủy lợi Nam Nghệ An

năm 2012 vượt 1.800.000 KWh, tương đương 2.5 tỷ đồng, tiền mua máy bơm dầu

và dầu để chống hạn là 2,5 tỷ đồng.

1.2 Các giải pháp chống hạn hán

1.2.1 Thế giới

Hàng chục năm qua, thế giới đã có nhiều nỗ lực nhằm đối phó với nạn hạn hán.

Liên Hiệp Quốc đã lấy ngày 22/3 hằng năm là ngày Nước Thế Giới. Ngày này lần

đầu tiên được chính thức đề xuất trong Chương trình nghị sự 21 của Hội nghị Liên

Hiệp Quốc năm 1992 về Môi trường và Phát triển (UNCED) tại Rio de Janeiro,

Brasil. Việc chấp hành nghị quyết bắt đầu vào năm 1993 và đã phát triển mạnh kể

từ khi công chúng thể hiện sự ủng hộ đối với nó. Người ta kêu gọi công chúng

không sử dụng nước một cách lãng phí cũng như tránh làm ô nhiễm nguồn nước

ngọt. Có các nhóm giải pháp chống hạn chính như sau:

Nâng cao khả năng dự báo hạn.

Vấn đề nghiên cứu, dự báo và dự tính hạn hán hiện nay được thực hiện ở hầu khắp

các quốc gia trên thế giới, tuy nhiên do tính phức tạp trong bản chất của hiện tượng

này nên chưa có một phương pháp thống nhất nào trong nghiên cứu hạn hán. Cho

đến nay, cách tiếp cận vẫn chủ yếu dựa vào các chỉ số hạn hán.Tuy nhiên, không có

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=UNCED&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/wiki/Rio_de_Janeiro

https://vi.wikipedia.org/wiki/Brasil

https://vi.wikipedia.org/wiki/%C3%94_nhi%E1%BB%85m_m%C3%B4i_tr%C6%B0%E1%BB%9Dng

20

một chỉ số nào tốt cho tất cả các khu vực. Chỉ số hạn hán thường là hàm của các

biến như lượng mưa, nhiệt độ, độ bốc hơi và một số biến thủy văn khác. Trong số

đó, biến lượng mưa là nhân tố chính liên quan đến sự khởi đầu của hạn hán và thời

gian kéo dài [51]. Oladipio [48] cho thấy những chỉ số chỉ dựa đơn thuần vào lượng

giáng thủy thường cho kết quả tốt hơn khi so sánh với các chỉ số thủy văn phức tạp

khác. Trên thế giới hiện nay chỉ số được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu và giám

sát hạn hán là chỉ số PDSI và chỉ số SPI. Tổng quan đầy đủ về các chỉ số hạn có thể

tham khảo trong nghiên cứu của Alley, Wu, Smakhtin và Hughes [53]. Nói chung,

để dự báo hạn hán cần dự báo được hai yếu tố chính là nhiệt độ và lượng mưa mà

chúng được sử dụng để tính các chỉ số hạn hán.

Bài toán dự báo hạn gắn kết chặt chẽ với bài toán dự báo mùa, bởi qui mô thời gian

của hiện tượng hạn hán thường vượt quá phạm vi của bài toán dự báo thời tiết. Dự

báo hạn mùa (hay dự báo mùa - seasonal prediction/seasonal forecast) hiện đang là

một trong những lớp bài toán được quan tâm đặc biệt với các nghiên cứu của

Stockdale [55] và Shukla J. [56], nhất là ở những nước mà nền sản xuất, tài nguyên

nước, các hiện tượng thiên tai,... chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thời tiết, khí

hậu. Khác với dự báo thời tiết, dự báo mùa không chỉ ra được trạng thái khí quyển

vào những thời điểm cụ thể đến từng ngày, từng giờ, thay vào đó là thông tin chung

về điều kiện khí quyển trong từng khoảng thời gian nhất định (chẳng hạn từng

tháng, từng mùa – ba tháng) trong thời hạn dự báo. Nói cách khác, dự báo mùa cố

gắng dự báo các điều kiện thời tiết tương lai, có thể được hiểu như là dự báo những

biến đổi của điều kiện thời tiết [55] mà thông thường từ 1-6 tháng tới, thậm chí có

thể đến 9 tháng nhưng không vượt quá 1 năm. Dự báo mùa khác biệt với dự báo

thời tiết không chỉ ở mục tiêu mà còn ở cách tiếp cận và phương pháp sử dụng. Sản

phẩm dự báo mùa quan trọng nhất và cũng là phổ biến nhất là nhiệt độ và lượng

mưa hoặc dị thường của chúng theo tháng hoặc mùa. Stockdale [56] đã tổng kết một

số kỹ thuật sử dụng cho việc dự báo mùa, trong đó chia ra hai phương pháp chính là

thống kê thực nghiệm và mô hình động lực.

21

Theo hướng tiếp cận mô hình động lực, các mô hình hoàn lưu chung khí quyển

đại dương (AOGCM) và các mô hình khí hậu khu vực (RCM) là công cụ chủ yếu

được sử dụng. Phương pháp sử dụng các mô hình động lực dự báo mùa nhìn chung

chỉ mới bắt đầu từ khoảng 30 năm trở lại đây. Trong thời gian ban đầu, khi độ phân

giải của các mô hình chưa cao và việc tính toán chưa thực sự được hỗ trợ bởi những

hệ thống máy tính lớn, người ta thường đơn giản hóa các hệ thống kết hợp các mô

hình khí hậu toàn cầu (GCM), ví dụ như thay thế mô hình khí quyển bằng sơ đồ

thống kê và chỉ đại dương được mô phỏng của Barnett [26]. Để đánh giá khả năng

mô phỏng dị thường khí hậu hạn mùa của các GCM nhiều nghiên cứu đã sử dụng dị

thường nhiệt độ bề mặt biển (SST) quan trắc làm điều kiện biên dưới như nghiên

cứu của Palmer và Mansfield [49]. Nếu thay SST quan trắc bằng SST dự báo thì sản

phẩm của GCM sẽ là kết quả dự báo mùa.

Trong số các mô hình khí hậu toàn cầu dự báo hạn mùa hiện nay đáng chú ý là mô

hình CFS (The NCEP Climate Forecast System). Đây là hệ thống mô hình kết hợp

đầy đủ (full couple) đồng thời giữa mô hình khí quyển và mô hình đại dương, mới

được đưa vào chạy nghiệp vụ từ tháng 8 năm 2004 tại NCEP (National Centers for

Environmental Prediction), và sản phẩm của CFS hiện đang được cung cấp miễn

phí cho hạn đến 6 tháng.

Trong khi hướng tiếp cận thống kê vẫn tiếp tục những nỗ lực tìm kiếm giải pháp cải

tiến, xây dựng phương pháp mới, nhằm nâng cao chất lượng dự báo cũng như kéo

dài hạn dự báo, các mô hình khí hậu khu vực (RCM) đã bắt đầu được phát triển từ

cuối những năm 1980 của thế kỷ 20. Để ứng dụng trong dự báo nghiệp vụ các RCM

thường được lồng vào một mô hình dự báo toàn cầu nào đó. Với ưu thế xử lý ở độ

phân giải không gian cao hơn, việc sử dụng các RCM lồng vào các GCM trong bài

toán dự báo hạn mùa sau đó đã được nhiều nghiên cứu đề cập đến.

Đầu tư công trình thủy lợi.

Đối với những vùng có công trình thủy lợi, vấn đề nâng cao hiệu quả quản lý vận

hành hệ thống nhằm sử dụng tối ưu nguồn nước trong điều kiện hạn hán là giải pháp

22

hiệu quả nhất để giảm nhẹ thiệt hại do hạn hán gây ra. Viện Quản lý nước quốc tế

(IWMI) đưa ra một số nguyên tắc xây dựng chiến lược đối phó với hạn hán cho các

đơn vị phụ trách quản lý vận hành hệ thống công trình thủy lợi như sau: (i) Cần xây

dựng một kế hoạch phân phối nước trong đó có những biện pháp dự phòng để đối

phó với các mức độ hạn hán khác nhau; (ii) Cần xây dựng phương án vận hành

công trình trong điều kiện bình thường và trong điều kiện hạn hán, các phương án

này phải được phổ biến tới người sử dụng nước; (iii) Liên tục cập nhật các số liệu

mới nhất về khí tượng, nguồn nước cũng như nhu cầu dùng nước; (iv) Cần có hệ

thống cảnh báo sớm hạn hán để có kế hoạch và các biện pháp đối phó kịp thời; (v)

Cần khuyến khích nông dân áp dụng các biện pháp tiết kiệm nước như tưới tiết

kiệm nước, canh tác không làm đất... nhằm sử dụng hiệu quả lượng nước tưới trong

điều kiện hạn hán. Tương tự, năm 2004, Ủy ban Môi trường bang Texas xuất bản sổ

tay hướng dẫn phương pháp lập kế hoạch đối phó với hạn hán cho các cơ quan quản

lý hệ thống tưới. Phương pháp này bao gồm 5 bước: (i) huy động sự tham gia của

người sử dụng nước trong quá trình lập kế hoạch; (ii) đánh giá ảnh hưởng của hạn

hán đến hoạt động của hệ thống và xây dựng các tiêu chuẩn để quyết định thời điểm

bắt đầu/kết thúc một đợt phân phối nước; (iii) xây dựng các nguyên tắc phân phối

nước; (iv) xác định trình tự phân phối nước; và (v) định kỳ đánh giá và cập nhật kế

hoạch để phản ánh các thay đổi.

Nhiều chính phủ các nước khác trên thế giới cũng đã giành các khoản chi lớn cho

các dự án thuỷ lợi cấp nước, chống hạn, như dự án xây dựng đập At-soan trên sông

Nine ở Ai Cập nhằm cung cấp nước để cải tạo một phần sa mạc Sahara. Trung

Quốc đã thành lập Hiệp hội cảnh báo thảm hoạ thiên tai lâu đời nhất thế giới cùng

với Hoa Kỳ. Israel và Ấn Độ cũng là những nước đạt được nhiều thành tựu trong

nghiên cứu về các giải pháp chống hạn, công nghệ tưới tiết kiệm nước.

Các giải pháp thu trữ nước cũng đã được nhiều nước nghiên cứu và ứng dụng rộng

rãi, được quốc tế đánh giá là mang lại hiệu quả phòng chống hạn hán rất cao, nhiều

nước - đặc biệt là các nước châu Phi, vùng Tây và Nam Á - coi đây là công cụ chiến

lược để đối phó với hạn hán và sa mạc hoá.

23

Việc kết hợp các biện pháp nông - lâm nghiệp với các kỹ thuật thu trữ nước tại các

vùng thiếu nước được nhiều nước nghiên cứu và ứng dụng. Ben Asher (1988) đã

tổng kết các kinh nghiệm trữ nước tại Israel trong khuôn khổ công trình nghiên cứu

thu trữ nước tại vùng tiểu sa mạc Sahara của Ngân hàng Thế giới. Công trình

nghiên cứu của họ tập trung vào các vấn đề sau: (i) Thí ngiệm phương pháp kỹ thuật

thu trữ nước, đặc biệt là đối với lưu vực nhỏ ; (ii) Nghiên cứu và lập mô hình hoạt

động dòng chảy mặt; (iii) Phân tích tính kinh tế của các kỹ thuật thu trữ nước. Một

dự án dài hạn với mục tiêu phát triển mô hình rừng xen canh nông lâm nghiệp với

việc thu trữ nước đã được thực hiện tại trang trại Wadi Mashash (Zohar et al. 1987,

Lovenstein 1994). Tại vùng nhiệt đới châu Á, đặc biệt là vùng phía nam Ấn Độ và

Sri Lanka, rất nhiều dự án về thu trữ nước và các chương trình liên quan đã được

hiện. Đập đất và các hố rỗng đã được sử dụng hàng ngàn năm nay để giữ nước trong

suốt mùa mưa.Các bể chứa nước này cho phép nông dân canh tác tưới tiêu vụ thứ 2

vào mùa khô.Các bể này được đặt một cách ngẫu nhiên vì vậy rất dễ lấy nước. Vào

những năm 1980, tổ chức ICRISAT đã phát triển một hệ thống mương trồng cỏ và

mương đáy rộng để thu trữ nước trong mùa mưa và dùng để tưới trong mùa khô.

Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích trồng trọt tăng 2 đến 5 lần. Tại Ai Cập, các

bờ đắp đá, các bể chứa nước đã được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu cấp nước

sinh hoạt, chăn nuôi gia súc cũng như cho tưới tiêu. Số lượng các bể chứa tăng từ

gần 3000 bể vào năm 1960 lên tới 15.000 bể vào năm 1993 với tổng trữ

lượng khoảng 4 triệu m3. Năm 1984, một dự án thu trữ nước do Oxfam tài trợ đã

được thực hiện tại Quận Turkana của Kenya. Thành công của dự án này là đã phát

triển được các hệ thống thu trữ nước phục vụ sản xuất nông nghiệp cũng như phát

triển đàn gia súc (Critchley et al. 1992). Mamdouh Nasr (1999) đánh giá hiệu quả

của các giải pháp thu trữ nước nhằm phục hồi sinh thái và phòng chống sa mạc hóa

tại Trung Đông và Bắc Phi. Kết quả cho thấy việc kết hợp các biện pháp thu trữ

nước và bảo vệ đất có hiệu quả rất lớn đến phòng chống sa mạc hóa và phục hồi

sinh thái tại vùng này. Tại những khu vực khảo sát, biện pháp thu trữ nước làm tăng

trung bình 15% diện tích gieo cấy.

24

Sử dụng hiệu quả nước tưới

Sử dụng hiệu quả nước tưới đã trở thành một nhân tố quan trọng trong sản xuất

nông nghiệp tại các vùng khô hạn và bán khô hạn, trong những năm gần đây, các

nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu phát triển các chế độ tưới mới

như tưới thiếu hụtđịnh kỳ (Regulated Defecit Irrigation – RDI), tưới luân chuyển

một phần bộ rễ (Controlled Alternate Partial Root-zone Irrigation - CAPRI) nhằm

làm tăng hiệu quả sử dụng nước mặt ruộng cũng như hiệu quả sử dụng nước của cây

trồng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng để cây trồng thiếu nước trong giai đoạn quả

đang phát triển chậm và sau khi thu hoạch có thể khống chế sự phát triển của cành

lá trong khi vẫn duy trì năng suất và trong một số trường hợp còn làm tăng năng

suất. Các nước Mỹ, Australia, Trung Quốc và một số nước châu Âu là những nước

đi đầu trong việc nghiên cứu và ứng dụng chế độ tưới mới này. Kết quả nghiên cứu

của Mc Carthy [46] trong việc áp dụng chế độ tưới hụt cho nho tại miền nam

Australia cho thấy có thể giảm một nửa lượng nước so với biện pháp tưới thông

thường. C. Kirda [28] đã phân tích mối quan hệ giữa năng suất và chế độ tưới thiếu

hụt của một số loại cây trồng chính như bông, ngô, khoai tây, mía, đậu nành, lúa

mì... Năng suất cây trồng dưới các mức độ tưới thiếu hụt khác nhau được đưa vào

hàm năng suất của Stewart et al. vào năm 1977. Kết quả cho thấy bông, ngô, lúa mì,

củ cải đường, khoai tây rất phù hợp với tưới hụt trong suốt giai đoạn sinh

trưởng.Một số cây trồng khác như đậu nành, lạc, mía thích hợp với tưới hụt trong

một số thời đoạn sinh trưởng. Với mức tưới hụt là 25%, hiệu quả sử dụng nước tăng

lên 1,2 lần. Kang S. và Zhang J. [39] phát triển chế độ tưới mới với tên gọi “tưới

luân chuyển một phần bộ rễ” (CAPRI). Áp dụng chế độ tưới này cho cây ngô trong

4 năm (1997-2000) tại vùng Tây Bắc Trung Quốc cho thấy lượng nước tưới giảm đi

một nửa trong khi năng suất ngô được duy trì.

Sử dụng công cụ phần mềm trong đánh giá hạn hán, xác định chế độ vận hành tối

ưu tưới đã được chú trọng nghiên cứu. Năm 2000, CORDIS (Community Research

and Development Information Service) đã phát triển một hệ thống hỗ trợ ra quyết

định nhằm giảm thiểu tác động của hạn hán đối với khu vực Địa Trung Hải. Hệ

25

thống có chức năng: (i) đánh giá mức độ hạn hán và đặc tính của hạn hán; (ii) mô

phỏng việc quản lý vận hành hệ thống tưới trong điều kiện hạn hán để xác định chế

độ vận hành tối ưu; (iii) đánh giá hoạt động chung của hệ thống và hoạt động trong

các thời kỳ hạn hán. Tarek Merabtene và cộng sự [58] nghiên cứu phương pháp

đánh giá rủi ro nhằm quản lý vận hành tối ưu hệ thống thủy lợi trong điều kiện hạn

hán.Các tác giả đã phát triển và áp dụng một phần mềm trợ giúp ra quyết định

(DSS) nhằm hỗ trợ đưa ra kế hoạch cấp nước tối ưu. Dựa trên dự báo mưa, dự báo

nhu cầu và điều hành hồ chứa và dựa trên phân tích rủi ro chương trình sẽ đánh giá

hoạt động của hệ thống và xác định chiến lược cấp nước tối ưu nhằm giảm thiểu rủi

ro do hạn hán gây ra. Canon và cộng sự [29] áp dụng Chỉ số tần suất xuất hiện hạn

hán DFI (Drought Frequency Index) trong việc điều hành hệ thống liên hồ chứa

chịu ảnh hưởng thường xuyên của hạn hán.Chỉ số DFI được sử dụng làm thông số

giới hạn để xác định lượng nước cần trữ lại và quyết định lượng nước cấp xuống hạ

lưu tại mỗi thời đoạn. Hàm mục tiêu của bài toán tối ưu là giảm tối đa lượng nước

thiếu hụt và tăng tối đa năng suất cho cây trồng tại mỗi khu tưới trong đó có xem

xét các chính sách cấp nước khác nhau.

Trong những năm qua, để đối phó với căng thẳng về nước, các kỹ thuật tưới tiết

kiệm nước như tưới phun mưa, nhỏ giọt đã được nhiều nước nghiên cứu và áp dụng

thành công. Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước ngày càng được áp dụng ở nhiều quốc gia,

kỹ thuật tưới này không chỉ tiết kiệm được một lượng nước đáng kể mà còn tiết

kiệm được phân bón, năng suất cây trồng cũng được tăng đáng kể do cây được cung

cấp lượng nước và phân bón kịp thời. Israel là một trong những quốc gia trên thế

giới thành công trong việc nghiên cứu, áp dụng và phát triển kỹ thuật tưới tiết kiệm

nước. Ngoài ra, các nước Đức, Anh, Hà Lan, Bỉ, Pháp, Tây Ban Nha, Nam Phi, Mỹ,

Australia…đều phát triển nhanh và có nhiều kinh nghiệm, thành tựu trong nghiên

cứu ứng dụng và phát triển kỹ thuật tưới hiện đại và tiết kiệm nước, nhất là kỹ thuật

tưới nhỏ giọt. Cụ thể nhiều trang trại ở Israel đã sử dụng các đồng hồ đo áp lực hút

nước của đất bằng điện để điều hành hệ thống tưới phun mưa và nhỏ giọt rất có hiệu

quả. Mặc dù vốn đầu tư cho hệ thống tưới phun mưa hoặc nhỏ giọt khá cao nhưng

26

hiệu quả trong việc tiết kiệm nước và tăng năng suất cây trồng đã làm cho công

nghệ này khá phổ biến ở Israel. Ngoài ra, Israel trong những thành công là việc sử

dụng nước mặn để tưới cho bông, lúa mì, lúa mạch... Ở Mỹ, nhiều nghiên cứu các

hệ thống, kỹ thuật tưới tiết kiệm nước đã được tiến hành trên nhiều loại cây trồng

(cam, quýt, bông, mía, nho) ở các khu vực khác nhau.Ở vùng thung lũng Napa gần

Temecula thuộc bang California, các hệ thống tưới nhỏ giọt cho nho được quản lý

tốt và giảm ít nhất là 50% lượng nước tưới so với tưới phun mưa toàn bộ. Từ sau

năm 1977, trên 8000 ha trong vùng đã được bố trí hệ thống tưới nhỏ giọt và được

điều khiển bằng hệ thống máy tính tại trung tâm. Thời gian tưới nhỏ giọt cho mỗi

khoảnh, thửa ruộng được tự động theo chương trình máy tính có cập nhật, điều

chỉnh hàng ngày. Cuối năm 1984, 34.800 ha trên tổng số 45.400 ha mía ở Hawaii đã

được chuyển từ tưới rãnh, tưới phun mưa toàn bộ sang tưói nhỏ giọt, năng suất mía

đã tăng lên 22% so với trước đó. Eric C. Schuck và cộng sự [22] sử dụng số liệu

điều tra từ các đợt hạn hán nặng nhất trong lịch sử bang Colorado để đánh giá ảnh

hưởng của hạn hán tới việc áp dụng kỹ thuật tưới của nông dân. Kết quả cho thấy

điều kiện hạn hán làm gia tăng đáng kể số lượng trang trại sử dụng các kỹ thuật tưới

tiết kiệm nước thay cho tưới trọng lực.

1.2.2 Việt Nam

Ở Việt Nam, từ nhiều năm qua, các nhà quản lý và các nhà khoa học đã tập trung rất

nhiều vào việc nghiên cứu đưa ra các giải pháp phòng chống hạn hán. Trong đó tập

trung vào các giải pháp cơ bản sau:

- Xây dựng các công trình khai thác tổng hợp để điều tiết dòng chảy.

- Nâng mức đảm bảo của các hệ thống công trình thuỷ nông, công trình cấp nước.

- Quản lý và nâng độ che phủ các khu rừng phòng hộ, rừng đầu nguồn.

- Kiểm soát việc xả, thải nước độc hại vào các nguồn nước.

27

- Vận hành hiệu quả các hệ thống thuỷ lợi. Thực hiện kiên cố hoá kênh, tổ chức tốt

công tác quản lý và phân phối nước trên toàn hệ thống thuỷ lợi, thực hiện công nghệ

tưới tiết kiệm nước trước hết ở các vùng khan hiếm nguồn nước.

- Nâng cao chất lượng công tác dự báo khí tượng thuỷ văn, nhất là dự báo dài hạn.

- Nâng cao nhận thức và sự tham gia của cộng đồng.

- Quản lý nhu cầu dùng nước.

Trong giải pháp xây dựng các công trìnhkhai thác tổng hợp để điều tiết dòng chảy,

giải pháp thu trữ nước mùa khô phục vụ cho mùa mưa được áp dụng tương đối

nhiều và khá thành công. Ở miền núi, với các lưu vực nhỏ, giải pháp thu trữ nước

chủ yếu là các kỹ thuật bờ bán nguyệt và tam giác; bậc thang lông mày và lưu vực

nhỏ trên sườn đồi. Với các lưu vực lớn, các giải pháp bờ đá, bờ bán nguyệt rộng, bờ

hình thang và hệ thống chuyển nước trên sườn đồi được áp dụng. Ở các lưu vực có

các con suối chảy qua thường áp dụng giải pháp bờ đá, bậc thang đá và các đập đá

nhỏ tận dụng chắn qua các con suối khô cạn vào mùa khô. Ở vùng đất cát, giải pháp

xây dựng các bể chứa xi măng đất và bể phủ bạt HDPE được áp dụng rất hiệu quả

tại Ninh Thuận và Bình Thuận. Ở vùng đồng bằng thì các hồ chứa được xây dựng

để trữ nước mùa mưa phục vụ cho mùa khô. Hiện tại, nhiều địa phương đã tận dụng

các kênh tiêu là hệ thống trữ nước, coi các kênh này như những hồ chứa, đây là giải

pháp rất tiết kiệm và hiệu quả. Một số hệ thống thủy lợi đã áp dụng rất thành công

như hệ thống huyện Hoằng Hóa, Thanh Hóa; hệ thống Bắc Nam Hà, …

Lợi ích của các hệ thống thu trữ nước chống hạn đã được FAO tổng kết là: làm tăng

sản lượng cây trồng và giảm nguy cơ mất mùa, cải thiện an ninh lương thực, bảo vệ

đất chống xói mòn, sử dụng nguồn nước tự nhiên một cách tốt nhất, đẩy mạnh việc

tái trồng rừng và góp phần cải thiện chế độ thuỷ văn lưu vực (giảm lưu lượng đỉnh

lũ, tăng dòng chảy mùa kiệt, tăng trữ lượng nước ngầm). Dựa vào việc phân tích chi

tiết các điều kiện tự nhiên, các nguyên nhân gây ra hạn hán và sa mạc hóa, mô hình

thu trữ nước được đưa ra với các nguyên tắc sau:

28

- Tuỳ thuộc vào điều kiện nguồn nước mà áp dụng các biện pháp thu trữ nước mặt,

nước mưa hay nước ngầm.

- Lập phương án quy hoạch sử dụng nước (sinh hoạt, chăn nuôi và sản xuất) đảm

bảo phù hợp tập quán canh tác, mang lại lợi ích trước mắt và lâu dài của người dân.

- Tính toán cân bằng nước, dựa trên các phương án thiết kế công trình thu nước,

giữa lượng nước trữ được với lượng nước sử dụng và lượng thất thoát.

- Chọn vật liệu phù hợp với từng khu vực đảm bảo chi phí xây dựng nhỏ nhất và

phù hợp với điều kiện kinh tế của cộng đồng.

- Hệ thống thu trữ nước bao gồm các thành phần sau:

+ Hệ thống thu gom nước: có nhiệm vụ thu nước mưa, nước chảy tràn hoặc

nước ngầm để dẫn vào công trình trữ nước.

+ Hệ thống trữ nước: bao gồm các bể chứa nước trên sườn đồi, có nhiệm vụ

trữ nước để cung cấp nước tưới vào mùa khô.

+ Hệ thống phân phối nước: có nhiệm vụ dẫn nước từ các bể tới các khu tưới

để phân phối nước cho cây trồng.

+ Đối với hệ thống thu nước mưa, việc tính toán tập trung vào xác định: diện

tích lưu vực hứng nước (A), dung tích trữ nước (V). Dung tích của công trình

trữ nước phụ thuộc vào nhu cầu tưới bổ sung cho cây trồng. Việc tính toán

dung tích trữ nước rất quan trọng vì nó sẽ quyết định tất cả các thông số còn

lại của hệ thống thu trữ. Nếu việc tính toán dung tích không chính xác sẽ dẫn

đến lãng phí hoặc thiếu nước tưới cho cây trồng. Để tính toán được dung tích

thu trữ cần xem xét đến rất nhiều yếu tố như: nhu cầu nước tưới cho một đơn

vị diện tích cây trồng, các nguồn nước bổ sung, thời vụ và các giai đoạn sinh

trưởng của cây trồng.

29

1.3 Tổng quan bài toán tối ưu

1.3.1 Bài toán tối ưu

Bài toán tối ưu là một lĩnh vực kinh điển của toán học có nhiều ảnh hưởng đến

nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ, kinh tế xã hội. Một phương án tối ưu là một

phương án khả thi và tốt nhất, tức là phương án làm cho hàm mục tiêu đạt kết quả

min (max) và phải thỏa mãn các điều kiện yêu cầu của bài toán (thỏa mãn các điều

kiện ràng buộc) [10].

Mục tiêu của bài toán tối ưu được biểu diễn bởi hàm: f (x) min (max) với x là

một biến hoặc vecto biến x = (x1, x2, ..., xn)

Biến x hoặc vector biến x = (x1, x2, ..., xn) thường có yêu cầu phải thỏa mãn một số

điều kiện nào đó. Tập hợp các điều kiện của các biến thì được gọi là điều kiện ràng

buộc và được biểu diễn bởi miền D (miền ràng buộc).

Dạng tổng quát của bài toán tối ưu:

Làm cực tiểu/cực đại một hàm mục tiêu: f (x) min (max) (1)

Thỏa mãn các điều kiện ràng buộc x D (2)

Yêu cầu: Tìm x để thỏa mãn (2) và làm cực tiểu/ cực đại hàm mục tiêu (1)

x (một bộ các giá trị cụ thể của (x1, x2,..., xn)), thỏa mãn điều kiện (1) & (2) gọi là

phương án tối ưu

Nếu x chỉ thỏa mãn điều kiện (2) gọi x là phương án chấp nhận được hay phương

án.

(*) Vận hành tối ưu hệ thống tài nguyên nước, hiện nay, đang phát triển mạnh mẽ

và đa dạng với rất nhiều phương pháp giải khác nhau. Đối với từng bài toán, việc

chọn phương pháp thích hợp để giải phụ thuộc vào dạng hàm mục tiêu, ràng buộc

và số lượng các biến tối ưu. Năm 1988, Edgar và Himmelblau đã đề xuất các bước

xây dựng và giải bài toán tối ưu hệ thống như sau:

30

Bước 1: Phân tích bản chất bài toán để có thể thấy rõ được các đặc tính riêng biệt để

có thể xác định hệ thống biến tối ưu.

Bước 2: Xác định tiêu chuẩn tối ưu, thiết lập hàm mục tiêu từ biến tối ưu đã xác

định và các hệ số tương ứng.

Bước 3: Phát triển hệ thống các quan hệ toán học mô phỏng, liên hệ giữa các biến

tối ưu, số liệu vào ra và các hệ số tương ứng, bao gồm các ràng buộc dưới dạng

đẳng thức, bất đẳng thức – gọi chung là các ràng buộc – có thể sử dụng các quan hệ

vật lý, hàm kinh nghiệm.

Bước 4: Trong trường hợp phạm vi của bài toán quá lớn cần (i) phân ra thành những

phần nhỏ dễ mô phỏng hơn, (ii) đơn giản hóa hàm mục tiêu hoặc cách mô phỏng.

Bước 5: Ứng dụng kỹ thuật giải tương thích.

Bước 6: Kiểm tra kết quả, phân tích độ nhạy của mô hình bằng cách thay đổi hệ số

cũng như các giả thiết.

1.3.2 Các kỹ thuật tối ưu hóa

Hiện nay, có hai cách tiếp cận để giải bài toán tối ưu, là:

Cách tiếp cận tối ưu ngẫu nhiên ẩn ISO (Implit Stochastic Optimization).

Cách tiếp cận tối ưu ngẫu nhiên hiện ESO (Explicit Stochastic

Optimization).

Các kỹ thuật tối ưu thường được sử dụng:

Quy hoạch tuyến tính LP (Linear Programming)

Quy hoạch phi tuyến NLP (Nonlinear Programming)

Quy hoạch động DP (Dynamic Programming)

Tìm kiếm (Meta heuristic)

31

1. Quy hoạch tuyến tính (LP)

Quy hoạch tuyến tính (LP): Là lĩnh vực toán học nghiên cứu các bài toán tối ưu mà

hàm mục tiêu và tất cả các ràng buộc đều có dạng tuyến tính. Các bước nghiên cứu

và ứng dụng một bài toán quy hoạch tuyến tính điển hình như sau:

Xác định vấn đề cần giải quyết, thu thập số liệu.

Lập mô hình toán học

Xây dựng các thuật toán để giải hoặc bằng ngôn ngữ thuận lợi cho việc lập

trình cho máy tính.

Tính toán thử và điều chỉnh mô hình nếu cần.

Áp dụng giải các bài toán thực tế.

Hiện tại, có 2 phương pháp thường được sử dụng để giải bài toán quy hoạch tuyến

tính: Phương pháp đồ thị và phương pháp đơn hình.

a. Phương pháp đồ thị:

Trong các phương pháp giải bài toán quy hoạch tuyến tính, phương pháp đồ thị

(phương pháp hình học) thường được sử dụng. Phương pháp này có ưu điểm là trực

quan, dễ hiểu. Tuy nhiên phương pháp này chỉ dùng để giải những bài toán có hai

biến quyết định. Về cơ bản phương pháp này gồm hai bước sau:

Xác định miền phương án chấp nhận được;

Từ đó tìm phương án tối ưu trên miền chấp nhận đó.

b. Phương pháp đơn hình

Phương pháp đơn hình được sử dụng dựa trên cơ sở:

Nếu bài toán có phương án tối ưu thì cũng có phương án cơ bản tối ưu;

Số phương án cơ bản là hữu hạn;

Điều kiện cần và đủ để bài toán có phương án tối ưu là hàm mục tiêu của nó

bị chặn dưới khi f(x) → (min) và bị chặn trên khi f(x) → (max) trên tập

phương án

32

2. Quy hoạch phi tuyến (NLP)

Quy hoạch phi tuyến (NLP): Hàm mục tiêu hoặc ít nhất một điều kiện ràng buộc là

phi tuyến (có chứa ít nhất một yếu tố phi tuyến – bậc 2, logic, mũ…).

Để đảm bảo rằng một bài toán phi tuyến tính có một giá trị cực đại toàn cục duy

nhất, thông thường người ta sắp xếp theo một tiêu chí đơn giản hóa chẳng hạn như

độ lồi. Nếu độ cong của các điều kiện chế ước và của hàm mục tiêu được xem như

miền thực hiện (feasible region) luôn lồi, thì sẽ có giá trị tối ưu toàn cục duy nhất.

Đây chính là ý nghĩa của điều kiện Karush-Kuhn-Tucker.Họ cho trước những điều

kiện đủ dựa trên độ lồi để xác định bài toán quy hoạch phi tuyến tính có giá trị tối

ưu toàn cục duy nhất. Có các điều kiện cần để cho có thể xác định hướng cho đáp

án tối ưu. Một đáp án tối ưu có thể là một giá trị tối ưu cục bộ, chứ không nhất thiết

phải là một giá trị tối ưu toàn cục.

Thông thường, khi giải bài toán quy hoạch phi tuyến, người ta sử dụng hai phương

pháp đó là: Phương pháp luân phiên từng biến và phương pháp leo dốc.

a. Phương pháp luân phiên từng biến

Chọn điểm xuất phát (x0) sau đó giải bài toán tối ưu lần lượt với từng biến để từ

điểm xuất phát ra được điểm tốt hơn (x1). Nếu tại x1 không đạt yêu cầu, kiểm tra

điều kiện dừng. Điều kiện dừng không thỏa mãn thì lấy x1 làm điểm xuất phát mới

và lặp lại quá trình tính toán. Điều kiện dừng thỏa mãn thì kết luận giá trị tối ưu đạt

tại x1.

b. Phương pháp leo dốc

Đây là phương pháp thường được sử dụng nhất khi giải bài toán quy hoạch phi

tuyến. Nguyên lý của phương pháp là chọn điểm xuất phát (xo) sau đó xác định

vectơ Gradient cho điểm xuất phát. Từ đó xác định điểm tiếp theo (x1), tìm giá trị

tối ưu của điểm này. Nếu đạt yêu cầu, lặp lại quá trình tính toán để leo dốc tới các

điểm tiếp theo (x2, x3 …). Nếu không đạt yêu cầu, kiểm tra điều kiện dừng. Điều

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Karush-Kuhn-Tucker&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90i%E1%BB%81u_ki%E1%BB%87n_%C4%91%E1%BB%A7&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90i%E1%BB%81u_ki%E1%BB%87n_%C4%91%E1%BB%A7&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90i%E1%BB%81u_ki%E1%BB%87n_c%E1%BA%A7n&action=edit&redlink=1

33

kiện dừng không thỏa mãn thì lấy x1 làm điểm xuất phát mới và lặp lại quá trình

tính toán. Điều kiện dừng thỏa mãn thì kết luận giá trị tối ưu đạt tại x1.

(Vectơ gradien của một trường vô hướng là một trường vectơ có chiều hướng về

phía mức độ tăng lớn nhất của trường vô hướng, và có độ lớn là mức độ thay đổi

lớn nhất).

3. Quy hoạch động (DP)

Bài toán quy hoạch động (DP): nghiên cứu các trường hợp khi chiến lược tối ưu hóa

dựa trên việc chia bài toán thành các bài toán con nhỏ hơn (những kết quả của bài

toán ở bước sau thì phụ thuộc vào kết quả của bước trước) và giải chúng một cách

độc lập, ghi lại các kết quả, để tổng hợp thành lời giải của bài toán ban đầu. Các bài

toán con là không độc lập với nhau, nghĩa là các bài toán con cùng có chung các bài

toán con nhỏ hơn.

Quy hoạch động gồm có 3 giai đoạn:

Phân rã: Chia bài toán cần giải thành những bài toán con nhỏ hơn có cùng

dạng với bài toán ban đầu sao cho bài toán con kích thước nhỏ nhất có thể

giải một cách trực tiếp. Bài toán xuất phát có thể coi là bài toán con có kích

thước lớn nhất

Giải các bài toán con và ghi nhận lời giải: Lưu trữ lời giải của các bài toán

con vào một bảng để sử dụng lại nhiều lần do đó không phải giải lặp lại cùng

một bài toán.

Tổng hợp lời giải: Lần lượt từ lời giải của các bài toán con kích thước nhỏ

hơn xây dựng lời giải của bài toán kích thước lớn hơn, cho đến khi thu được

lời giải của bài toán xuất phát (là bài toán con có kích thước lớn nhất).

Các yếu tố của một giải thuật quy hoạch động giải bài toán tối ưu

Cơ sở của quy hoạch động: Những trường hợp đơn giản có thể tính trực tiếp

Cấu trúc con tối ưu: Phương pháp chia nhỏ các bài toán cho đến khi gặp

được bài toán cơ sở.

https://vi.wikipedia.org/wiki/Tr%C6%B0%E1%BB%9Dng_v%C3%B4_h%C6%B0%E1%BB%9Bng

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Tr%C6%B0%E1%BB%9Dng_vect%C6%A1&action=edit&redlink=1

34

Tổng hợp: hệ thức truy hồi tính giá trị tối ưu của hàm mục tiêu của bài toán

lớn qua giá trị tối ưu của các bài toán con thành phần.

Hiệu quả của quy hoạch động:

Khi có các bài toán con lồng nhau, phương pháp chia để trị sẽ tỏ ra không

hiệu quả, khi nó phải lặp đi lặp lại việc giải các bài toán con chung đó.

Quy hoạch động sẽ giải mỗi bài toán con một lần và lời giải của các bài toán

con sẽ được ghi nhận, để thoát khỏi việc giải lại bài toán con mỗi khi ta đòi

hỏi lời giải của nó.

Quy hoạch động thường được áp dụng để giải các bài toán tối ưu. Trong các

bài toán tối ưu, ta có một tập các lời giải, và một hàm mục tiêu nhận giá trị

số. Ta cần tìm một lời giải để hàm mục tiêu đạt giá trị nhỏ nhất hoặc lớn

nhất.

Quy hoạch động thường dùng một trong hai cách tiếp cận:

Từ trên xuống (top-down): Bài toán được chia thành các bài toán con, các bài

toán con này được giải và lời giải được ghi nhớ để phòng trường hợp cần

dùng lại chúng. Đây là đệ quy và lưu trữ được kết hợp với nhau.

Từ dưới lên (bottom-up): Tất cả các bài toán con có thể cần đến đều được

giải trước, sau đó được dùng để xây dựng lời giải cho các bài toán lớn hơn.

Cách tiếp cận này hơi tốt hơn về không gian bộ nhớ dùng cho ngăn xếp và số

lời gọi hàm. Tuy nhiên, đôi khi việc xác định tất cả các bài toán con cần thiết

cho việc giải quyết bài toán cho trước không được trực giác lắm.

4. Kỹ thuật tìm kiếm

Kỹ thuật tìm kiếm sử dụng quan hệ mang tính chất kinh nghiệm mà ngược với thuật

giải toán học.

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Bottom-up&action=edit&redlink=1

35

Một số kỹ thuật:

a. Thuật giải di truyền (genetic algorithm)

Giải thuật di truyền là một kỹ thuật của khoa học máy tính nhằm tìm kiếm giải pháp

thích hợp cho các bài toán tối ưu tổ hợp (combinatorial optimization).Giải thuật di

truyền là một phân ngành của giải thuật tiến hóa vận dụng các nguyên lý của tiến

hóa như di truyền, đột biến, chọn lọc tự nhiên, và trao đổi chéo. Nếu cá thể nào có

mức độ thích nghi cao với sự tác động này chúng sẽ tiếp tục sống sót, ngược lại

chúng sẽ bị loại bỏ. Ý tưởng này đã được áp dụng để giải quyết các bài toán tối ưu

một mục tiêu bằng cách xấp xỉ các nghiệm thành biên Pareto từ một số nghiệm khởi

tạo ban đầu. Tuy nhiên, từ thực tế số lượng hàm mục tiêu cần tối ưu tăng lên, ít nhất

là hai hàm mục tiêu và thường thì các mục tiêu này là xung đột với nhau. Như vậy

việc tìm kiếm một phương án hay nghiệm thỏa mãn tất cả các mục tiêu đặt ra là rất

lý tưởng, nhưng trên thực tế có rất ít bài toán nào tồn tại phương án lý tưởng này.

Do đó, ta chuyển sang tìm một phương án khả thi khác mà ta gọi là phương án thỏa

hiệp. Phương án thỏa hiệp sẽ thỏa mãn các mục tiêu đặt ra ở một mức độ chấp nhận

tối đa có thể được. Thuật toán di truyền đa mục tiêu xuất hiện trên cơ sở này.

Giải thuật di truyền thường được ứng dụng nhằm sử dụng ngôn ngữ máy tính để mô

phỏng quá trình tiến hoá của một tập hợp những đại diện trừu tượng (gọi là những

nhiễm sắc thể) của các giải pháp có thể (gọi là những cá thể) cho bài toán tối ưu hóa

vấn đề. Tập hợp này sẽ tiến triển theo hướng chọn lọc những giải pháp tốt hơn.

Thông thường, những giải pháp được thể hiện dưới dạng nhị phân với những chuỗi

0 và 1, nhưng lại mang nhiều thông tin mã hóa khác nhau. Quá trình tiến hóa xảy ra

từ một tập hợp những cá thể hoàn toàn ngẫu nhiên ở tất cả các thế hệ. Trong từng

thế hệ, tính thích nghi của tập hợp này được ước lượng, nhiều cá thể được chọn lọc

định hướng từ tập hợp hiện thời (dựa vào thể trạng), được sửa đổi (bằng đột biến

hoặc tổ hợp lại) để hình thành một tập hợp mới. Tập hợp này sẽ tiếp tục được chọn

lọc lặp đi lặp lại trong các thế hệ kế tiếp của giải thuật.

36

Giải thuật di truyền cũng như các thuật toán tiến hoá đều được hình thành dựa trên

một quan niệm được coi là một tiên đề phù hợp với thực tế khách quan. Đó là quan

niệm "Quá trình tiến hoá tự nhiên là quá trình hoàn hảo nhất, hợp lý nhất và tự nó

đã mang tính tối ưu". Quá trình tiến hoá thể hiện tính tối ưu ở chỗ thế hệ sau bao giờ

cũng tốt hơn thế hệ trước.

Quá trình phát triển của giải thuật di truyền có thể được chỉ ra qua các mốc thời

gian sau:

1960: Ý tưởng đầu tiên về Tính toán tiến hoá được Rechenberg giới thiệu

trong công trình "Evolution Strategies" (Các chiến lược tiến hoá). Ý tưởng

này sau đó được nhiều nhà nghiên cứu phát triển.

1975: Giải thuật gen do John Holland phát minh và được phát triển bởi ông

cùng với các đồng nghiệp và những sinh viên. Cuốn sách "Adaption in

Natural and Artificial Systems" (Sự thích nghi trong các hệ tự nhiên và nhân

tạo) xuất bản năm 1975 đã tổng hợp các kết quả của quá trình nghiên cứu và

phát triển đó.

1992: John Koza đã dùng GA để xây dựng các chương trình giải quyết một

số bài toán và gọi phương pháp này là "lập trình gen".

Ngày nay giải thuật di truyền càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trong lĩnh vực tối

ưu hoá, một lĩnh vực có nhiều bài toán thú vị, được ứng dụng nhiều trong thực tiễn.

b. Chiến lược tiến hóa

Trong khoa học máy tính, chiến lược tiến hóa (ES) là một kỹ thuật tối ưu hóa dựa

trên những ý tưởng của sự thích nghi và tiến hóa.

Chiến lược tiến hóa (ES) được phát triển tại trường đại học Kỹ Thuật Berlin vào

những năm 1960 và 1970 bởi Ingo Rechenberg. Năm 1981, Hans Peter Schwefel,

giới thiệu sự lai ghép và những quần thể với nhiều hơn một cá thể, và cung cấp

được sự so sánh của ESs với kỹ thuật tối ưu hóa truyền thống hơn.

37

Chiến lược tiến hóa là một lớp con của việc tìm kiếm trực tiếp rất tự nhiên (và tối

ưu), là những phương thức thuộc vào lớp của những thuật toán tiến hóa (EAs). Nó

sử dụng sự đột biến, sự lai ghép, và sự lựa chọn thích ứng tới một quần thể của

những cá thể chứa những giải pháp được đề xuất theo trình tự để tiến hóa lặp lại tốt

hơn và những giải pháp tốt hơn.

Dữ liệu đặc trưng của từng cá thể là những tham số sẽ được tối ưu hóa trong một

quá trình tiến hóa cơ bản. Những tham số sẽ được sắp xếp trong những vector của

những số thực, những thao tác cho sự lai ghép (chéo hóa) và đột biến được định

nghĩa.

c. Thuật toán kiến (Ant Algorithm)

Các thuật toán kiến lần đầu tiên được giới thiệu bởi Dorigo và các cộng sự như là

cách tiếp cận đa tác tử tới các vấn đề về tối ưu tổ hợp khó, như bài toán người du

lịch (TSP), bài toán người đưa thư. Hiện nay số lượng các ứng dụng càng ngày càng

tăng và các nhà khoa học đã ứng dụng nó vào rất nhiều các vấn đề tối ưu rời rạc.

Các ứng dụng gần đây có thể kể đến như các bài toán lập lịch, tô màu đồ thị, định

hướng trong mạng truyền thông,…

Các thuật toán kiến là các thuật toán dựa vào sự quan sát các bầy kiến thực. Kiến là

loại cá thể sống bầy đàn. Chúng giao tiếp với nhau thông qua mùi mà chúng để lại

trên hành trình mà chúng đi qua.Mỗi kiến khi đi qua một đoạn đường sẽ để lại trên

đoạn đó một chất mà chúng ta gọi là mùi. Số lượng mùi sẽ tăng lên khi có nhiều

kiến cùng đi qua. Các con kiến khác sẽ tìm đường dựa vào mật độ mùi trên đường,

mật độ mùi càng lớn thì chúng càng có xu hướng chọn. Dựa vào hành vi tìm kiếm

này mà đàn kiến tìm được đường đi ngắn nhất từ tổ đến nguồn thức ăn và sau đó

quay trở về tổ của mình.

Thuật toán bầy kiến: Là một đàn kiến nhân tạo (Artificial Ants) mô phỏng các hoạt

động của đàn kiến tự nhiên. Tất nhiên là có một số thay đổi, điều chỉnh so với đàn

kiến tự nhiên để tăng tính hiệu quả của thuật toán. Trong đó hoạt động chính của

38

các con kiến nhân tạo là tìm đường đi dựa vào lượng thông tin Pheromone đã để lại

trên mỗi đoạn đường. Chi tiết về hoạt động của đàn kiến nhân tạo:

Bài toán cần giải sẽ được đưa về dạng một đồ thị với các ràng buộc được thể hiện

bằng các công thức toán học. Việc giải bài toán sẽ đưa về là tìm một đường đi (hoặc

tập các đỉnh) thỏa mãn các ràng buộc của bài toán. Các nguyên tắc sau được đưa ra:

Thông tin pheromone được tính toán và đặt trên mỗi đoạn đường.

Nút ban đầu cho đường đi của mỗi con kiến được chọn một cách ngẫu nhiên.

Đường đi được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

o Dựa vào thông tin pheromone có trên các đoạn đường để tính xác suất

của các đoạn tiếp theo được chọn vào làm đường đi của con kiến.

o Xác suất lớn hơn cho đoạn đường đi có nhiều lượng pheromone được

đặt hơn. Và các đường đi có lượng thông tin pheromone bé sẽ có xác

suất được chọn thấp hơn.

Con kiến tiếp tục việc tìm đường đi cho tới khi hoàn thành một đường đi của nó

(thỏa mãn điều kiện dừng của con kiến). Một đường đi hoàn chỉnh được gọi là một

lời giải (solution) cho bài toán đặt ra. Các lời giải sẽ được phân tích, so sánh và

đánh giá để tìm phương án tối ưu nhất có thể. Đó là lời giải tối ưu của bài toán.

Sau khi tất cả con kiến trong đàn hoàn thành lời giải của nó thì sẽ tiến hành cập nhật

thông tin pheromone cho các cung. Số lượng của pheromone sẽ được tính toán và

điều chỉnh để tìm được phương án tối ưu tốt hơn. Các lời giải tốt hơn sẽ có khối

lượng pheromone lớn hơn để đặt trên các cung đã được đi qua. Ngược lại các lời

giải tồi hơn sẽ có khối lượng pheromone bé hơn.Xác suất cao hơn cho một con kiến

chọn đường đi có pheromone lớn. Quá trình lặp cho đến khi phần lớn kiến trong đàn

kiến chọn cùng một đường đi (phương án hội tụ của lời giải).

d. Tối ưu bầy đàn (Particle Swarm Optimization)

Tối ưu hóa bầy đàn là một trong những thuật toán xây dựng dựa trên khái niệm trí

tuệ bầy đàn để tìm kiếm lời giải cho các bài toán tối ưu hóa trên một không gian tìm

https://vi.wikipedia.org/wiki/Thu%E1%BA%ADt_to%C3%A1n

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Tr%C3%AD_tu%E1%BB%87_b%E1%BA%A7y_%C4%91%C3%A0n&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Tr%C3%AD_tu%E1%BB%87_b%E1%BA%A7y_%C4%91%C3%A0n&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kh%C3%B4ng_gian_t%C3%ACm_ki%E1%BA%BFm&action=edit&redlink=1

39

kiếm nào đó. Tối ưu hóa bầy đàn được phát triển bởi Eberhart và Kennedy, phỏng

theo hành vi của các bầy chim hay các đàn cá, tìm kiếm giải pháp tối ưu bằng việc

cập nhật các thế hệ. Tối ưu hóa bầy đàn dựa trên các quy luật: (1) Tất cả các phần tử

trong bầy đàn đều có xu hướng chuyển động về tổ và (2) Mỗi phần tử đều ghi nhớ

vị trí gần tổ nhất nó đã đạt tới.

e. Giải thuật luyện thép (Simulated annealing)

Giải thuật luyện thép là giải thuật metaheuristic tìm kiếm địa phương khá phổ biến

trong việc giải các bài toán tối ưu tổ hợp rời rạc. Tính năng chính của giải thuật

luyện thép là nó cho phép việc thoát khỏi cực trị địa phương bằng cách cho phép di

chuyển ngược (hill-climbing moves, là các bước di chuyển có hàm mục tiêu tồi

hơn) với hy vọng tìm được lời giải tối ưu. Tính dễ cài đặt, khả năng hội tụ và việc

kỹ thuật này sử dụng các bước di chuyển lùi để thoát khỏi cực trị địa phương đã làm

cho kỹ thuật này trở nên phổ biến từ cách đây 2 thập kỷ.

Simulated annealing được đặt cho giải thuật vì nó giống như quá trình luyện thép

thông thường, trong đó tinh thể thép được nung nóng, sau đó được cho phép làm

nguội rất chậm tới khi nó đạt được cấu hình tinh thể cứng nhất (ở trạng thái năng

lượng nhỏ nhất). Nếu quá trình làm nguội đủ chậm, kết quả cuối cùng sẽ là kim loại

với cấu trúc rất tốt. Giải thuật luyện thép giống như quá trình trên, ở mỗi lần lặp của

giải thuật áp dụng cho bài toán tối ưu tổ hợp, hàm mục tiêu được xem xét cho 2 lời

giải, lời giải hiện tại và lời giải mới, chúng được so sánh với nhau và nếu lời giải

mới tốt hơn nó sẽ luôn luôn được chọn, ngược lại nếu hàm mục tiêu của lời giải mới

tồi hơn,nó vẫn có khả năng được chấp nhận trong hy vọng thoát khỏi cực trị địa

phương để tìm kiếm cực trị toàn cục. Xác suất chấp nhận lời giải kém hơn tùy thuộc

vào tham số nhiệt độ, tham số này sẽ giảm dần khi các lần lặp tiếp diễn.

Chìa khóa của giải thuật luyện thép chính là khả năng chấp nhận lời giải kém hơn,

với hy vọng thoát ra khỏi cực trị điạ phương. Khi nhiệt độ giảm xuống tới gần 0,

quá trình này sẽ ít xảy ra hơn và phân bố lời giải sẽ giống như chuỗi Markov và hội

tụ tới cực trị toàn cục.

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kh%C3%B4ng_gian_t%C3%ACm_ki%E1%BA%BFm&action=edit&redlink=1

40

1.3.3 Ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu

Căn cứ các đặc điểm của các kỹ thuật và kết quả của các nghiên cứu liên quan, có

thể rút ra được một số nhận xét về ưu, nhược điểm của từng kỹ thuật như bảng 1.3.

Bảng1.3. Ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu

Kỹ thuật Ưu điểm Nhược điểm

Quy hoạch tuyến

tính LP (LP

SOLVE, ...)

Đảm bảo tìm được tối ưu

toàn cục, tốc độ tính toán

nhanh, kích thước bài toán

có thể cực lớn.

Tất cả các quan hệ phải là tuyến

tính

Quy hoạch phi

tuyến NLP

(Gradient, ...)


cục bộ, tốc độ tính toán khá

nhanh, chính xác. Đảm bảo

mô tả chính xác các quan hệ

toán học.

Không đảm bảo tìm được tối ưu

toàn cục, thường chỉ tìm được

nghiệm tối ưu cục bộ, các quan

hệ toán học thông thường phải ở

dạng liên tục, lồi, đạo hàm được,

... Rất phức tạp về mặt toán học

khi mô tả cho các bài toán lớn,

độ phức tạp cao.

Quy hoạch động

DP (IDP, DDP,

...)


toàn cục, có thể sử dụng cho

mọi loại quan hệ toán học

trong các bài toán phức tạp.

Không gian biến cực lớn, xây

dựng bài toán cần nhiều kinh

nghiệm cũng như mang tính cụ

thể. Độ chính xác giảm do phải

rời rạc hóa các biến, tốc độ tính

toán chậm do khối lượng tính

toán quá lớn. Thông thường thất

bại khi giải quyết các bài toán

dòng chảy đến ngẫu nhiên, có

không gian biến từ 3 chiều trở

41

lên vì kích thước bài toán tỉ lệ số

mũ với số chiều của không gian

biến

Tìm kiếm (EA,

GA, Kiến, Bầy,

...)

Có thể sử dụng cho các bài

toán có quan hệ toán học

phức tạp, không gian biến

lớn. Cho phép kết nối nhiều

mô hình phức tạp khác nhau

vào thành một hệ thống lớn

Có tính ứng dụng cao

trong các bài toán thực tế.

Khối lượng tính toán nhỏ

hơn nhiều so với bài toán sử

dụng Quy hoạch động

Kỹ thuật tìm kiếm lời giải tối ưu

mang tính chất kinh nghiệm (Ví

dụ: Truyền cảm hứng từ các

nguyên tắc di truyền, sinh

học,...). Không đảm bảo tìm

được tối ưu toàn cục, thông

thường chỉ đảm bảo tìm được

các nghiệm lân cận

1.4 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tiêu trên thế giới

Ngay từ trước Thế chiến thứ II, các nhà khoa học Dantzig người Mỹ và

Kantorovich người Liên Xô cũ đã phát triển lên mô hình Quy hoạch tuyến tính nổi

tiểng để lập kế hoạch quản lý tối ưu cho ngành kinh tế. Mô hình này đã được áp

dụng và phát triển cho đến ngày nay.

Trong mấy năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nhiều vào các

công trình nghiên cứu tối ưu cho ngành nước. Các mô hình tối ưu hóa, kể cả các mô

hình tối ưu hóa động cho các hệ thống tài nguyên nước của các quốc gia, đặc biệt là

các quốc gia đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc, Ả Rập, Banglades, Brazin, …

Các mô hình này được sử dụng cho hầu hết các lĩnh vực liên quan đến tài nguyên

nước như tưới, phát điện, nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt, … và cả điều tiết

phân bổ nhu cầu nước giữa các ngành này trên cùng một lưu vực. Hay có thể nói,

42

các công trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật tối ưu hóa cả tĩnh lẫn động đang được

sử dụng rộng rãi trong ngành kỹ thuật quản lý tài nguyên nước trên Thế giới.

Hiện nay, hai kỹ thuật tối ưu hoá bằng quy hoạch tuyến tính (LP) và quy hoạch

động (DP) đã được sử dụng rộng rãi trong tài nguyên nước.Năm 1981, Loucks và

những người khác đã minh họa áp dụng LP, quy hoạch phi tuyến (WLP) và DP cho

tài nguyên nước.Nhiều tổng quan áp dụng kỹ thuật hệ thống cho bài toán tài nguyên

nước đã được đăng tải nhiều lần, thí dụ như bởi Yakowitz [62].

Năm 1967, Young lần đầu tiên đề xuất sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính để

vạch ra quy tắc vận hành chung từ tối ưu hoá xác định. Phương pháp mà ông đã

dùng được gọi là “quy hoạch động (DP) Monte-Carlo”. Về cơ bản phương pháp của

ông dùng kỹ thuật Monte-Carlo tạo ra một số chuỗi dòng chảy năm tổng hợp cho

sông yêu cầu. Quy trình tối ưu thu được của mỗi chuỗi dòng chảy nhân tạo sau đó

được sử dụng trong phân tích hồi quy để cố gắng xác định nhân tố ảnh hưởng đến

chiến thuật tối ưu. Các kết quả là một xấp xỉ tốt của quy trình tối ưu thực.

Năm 1975, một mô hình quy hoạch để thiết kế tối ưu hệ thống kiểm soát lũ hồ chứa

đa mục tiêu đã được phát triển bởi Windsor. Đến năm 1987, Karamouz và Houck đã

vạch ra quy tắc vận hành chung khi sử dụng quy hoạch động xác định và hồi quy

(DPR). Mô hình DPR sát nhập thủ tục hồi quy tuyến tính nhiều biến đã được

Bhaskar và Whilach gợi ý năm 1980.

Quy tắc để điều hành một hệ thống nhiều hồ chứa đảm bảo tối ưu cho các ngành

dùng nước cũng được phát triển bởi SDP (quy hoạch động ngẫu nhiên), yêu cầu mô

tả rõ xác suất dòng chảy và hàm tổn thất.Phương pháp này được Butcher, Louks và

nhiều người khác sử dụng.

Năm 1984, Datta và Bunget vạch ra chính sách điều hành hạn ngắn cho hồ chứa đa

mục tiêu từ một mô hình tối ưu hoá với mục tiêu cực tiểu hoá tổn thất hạn ngắn.

Nghiên cứu chỉ ra rằng khi có một sự nhân nhượng chịu một đơn vị độ lệch lượng

trữ và một đơn vị độ lệch lượng xả từ các giá trị đích tương ứng thì phép giải tối ưu

hoá phụ thuộc vào dòng chảy tương lai bất định cũng như hình dạng hàm tổn thất.

43

Năm 2005, Lizhong Wang đã phát triển và ứng dụng mô hình CWAM (Cooperative

Water Allocation Model) để mô phỏng sự phân phối tài nguyên nước một cách hiệu

quả và công bằng giữa những người sử dụng cạnh tranh ở quy mô lưu vực sông, dựa

trên mạng lưới nút kết nối đa thời đoạn trong lưu vực. Mô hình tích hợp sự phân

phối các quyền về nước, phân phối nước hiệu quả và phân phối thu nhập bình đẳng

dưới những điều kiện ràng buộc về số lượng và chất lượng nước. Mô hình này đã

được ứng dụng thử nghiệm tại lưu vực sông Amu Daria ở Trung Á và lưu vực sông

South Saskat – Chewan ở phía Tây Cananda đã cho được những kết quả khả quan.

GAMS (General Algebraic Modeling System) là một công nghệ tiên tiến trong mô

phỏng tối ưu hệ thống, được World Bank (WB) và United Nations (UN) phối hợp

xây dựng và khuyến cáo sử dụng trong thập niên gần đây để giải các bài toán tối ưu

của thực tế sản xuất nói chung và trong lĩnh vực tài nguyên nước nói riêng. GAMS

đã được ứng dụng khá thành công tại một số lưu vực sông trên Thế giới như lưu vực

sông Pirapama ở Đông Bắc Brazin, lưu vực sông Murray – Darling của Úc.Năm

2007, Viện nghiên cứu khí tượng và khí hậu của Đức đã kết hợp mô hình thủy văn

WaSiM và mô hình kinh tế GAMS để phân phối nước cho lưu vực sông Volta ở

phía Bắc vùng Guinea Sudan của Tây Phi.Đại học California, Mỹ, đã kết hợp

GAMS và Mike Basin cho mục đích quản lý lưu vực São Francisco.

Vào giữa năm 2011, nhóm nghiên cứu gồm: Giáo sư R.Quentin Grafton (chủ trì),

Giáo sư Tom Kompas - Hiệu trưởng trường Kinh tế Quản trị Crawford, Giáo sư

Michael Stewardson (Đại học Melbourne - Australia) và Tiến sỹ Chu Hoàng Long

(người Việt Nam) đến từ Đại học Quốc gia Australia (ANU) đã giành được giải

thưởng khoa học uy tín Eureka của Australia, nghiên cứu một công cụ xác định

cách thức phân bổ tài nguyên nước một cách tối ưu. Theo nhóm nghiên cứu này,

một trong những vấn đề liên quan đến quản lý tài nguyên nước là cân đối giữa nước

dành cho dân sinh và nước dành cho môi trường và nếu muốn áp dụng vào khu vực

nào, thì chỉ cần tính toán các tham số tương ứng với khu vực đó và đưa vào mô hình

để tính ra cách phân bổ nguồn nước. Việc phân bổ hợp lý nguồn nước không chỉ

mang lại lợi ích môi trường mà còn mang đến lợi ích lớn về kinh tế.Nhóm nghiên

44

cứu đã áp dụng mô hình này tại vùng sông Darling - Murray của Australia. Các

phân tích cho thấy, việc ứng dụng kết quả của mô hình này trong giai đoạn 2001-

2009 tại vùng Darling - Murray giúp tăng lợi ích ròng của xã hội lên khoảng từ 500

triệu đến 3 tỷ USD so với việc không can thiệp vào việc phân bổ nguồn nước tối ưu.

1.5 Tổng quan ứng dụng tối ưu vận hành hệ thống tưới tại Việt Nam

Tại Việt Nam, sự tranh chấp về nguồn nước ngày càng gay gắt. Cạnh tranh giữa sử

dụng nguồn nước cho phát điện và các nhu cầu tiêu thụ nước khác, nhất là cho sản

xuất nông nghiệp ở hạ du một số lưu vực sông lớn như sông Hồng, sông Mã, sông

Cả, sông Vu Gia - Thu Bồn... đã trở nên căng thẳng.

Các nhà khoa học Hà Văn Khối, Phó Đức Anh và Đặng Hữu Đạo đã xuất bản nhiều

tài liệu giảng dạy về vận hành tối ưu hệ thống trong quy hoạch và quản lý tài

nguyên nước. Các tài liệu này giới thiệu các nội dung về phân tích hệ thống nguồn

nước, tối ưu vận hành hệ thống được dùng để giảng dạy các sinh viên tại trường Đại

học Thủy lợi. Việc ứng dụng tối ưu hóa vào bài toán phân bổ tài nguyên nước đã

được thực hiện ở nhiều lưu vực sông ở Việt Nam từ năm 2000. Cuối năm 2004,

Claudia Ringler, thuộc viện Nghiên cứu Chính sách Lương thực của Mỹ, đã công

bố một phân tích chính sách bằng mô hình tối ưu hóa cho lưu vực sông Đồng Nai.

Trong nghiên cứu này, Claudia Ringler đã xây dựng một mô hình tối ưu hóa tĩnh

với hàm mục tiêu dạng toàn phương (bậc 2) và các ràng buộc truyền thống. Kết quả

đã chứng tỏ sự phù hợp của việc ứng dụng mô hình tối ưu hóa để phân tích các

chính sách quản lý tài nguyên nước ở lưu vực sông Đồng Nai.

Năm 2002, Tô Trung Nghĩa, Viện Quy Hoạch Thủy Lợi, đã chủ trì một nghiên cứu

về tối ưu hóa trong quản lý, quy hoạch và khai thác tài nguyên nước lưu vực sông

Hồng – Thái Bình. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình GAMS làm nền tảng để

xây dựng các mô hình tối ưu. Năm 2007, Đào Văn Khiêm, trường đại học Thủy

Lợi, chủ trì đề tài nghiên cứu cấp Bộ liên quan tới bài toán tối ưu phân bổ tài

nguyên nước. Nhóm tác giả đã xây dựng các hàm mục tiêu dựa trên giá trị kinh tế

của các đối tượng sử dụng nước khác nhau như tưới, phát điện, sinh hoạt, … Cũng

45

trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình, năm 2012, Bùi Thị Thu Hòa và nhóm nghiên

cứu [1] đã nghiên cứu bài toán phân bổ nguồn nước bằng mô hình tối ưu hóa động.

Mô hình này xem xét phân bổ nước theo khu vực, vùng và tiểu vùng với những điều

kiện ràng buộc và hàm lợi ích của các ngành tương ứng. Với việc xây dựng mô hình

lý thuyết cho bài toán phân bổ nước với cách tiếp cận tối ưu hóa động, nhóm nghiên

cứu đã giải quyết được bài toán quy hoạch phi tuyến, với số biến và ràng buộc

không hạn chế.

Năm 2006, Ngô Lê Long đã ứng dụng công cụ mô hình toán Mike 11 và Autocal

kết hợp mô phỏng thủy động lực học (Mike 11), dò tìm giải pháp vận hành tối ưu

(Autocal) hài hòa mục tiêu phát điện và chống lũ trong điều hành hồ Hòa Bình. Kết

quả nghiên cứu cải thiện đáng kể lượng điện phát mà không ảnh hưởng đến an toàn

phòng lũ cho hạ du. Nghiên cứu cũng đề xuất khung điều hành theo thời gian thực

bao gồm dự báo theo thời gian thực dòng chảy vào hồ trong thời gian mùa lũ.

Năm 2009, Nguyễn Vũ Huy và Đỗ Huy Dũng [22] đã áp dụng mô hình GAMS để

mô phỏng sự phân phối tối ưu tài nguyên nước và đánh giá các lợi ích ròng đối với

các kiểu sử dụng nước trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và thủy điện cho

nghiên cứu “Ứng dụng mô hình phân tích kinh tế GAMS trong đánh giá tài nguyên

nước – Trường hợp điển hình Lưu vực sông Lá Buông”. Các giá trị kinh tế được

đánh giá trong mô hình gồm có lợi ích ròng của từng nhóm sử dụng nước và lợi ích

ròng bình quân trên mỗi m3 nước sử dụng. Hạn chế của mô hình này là không đánh

giá được giá trị biên cũng như lợi ích ròng ở biên của từng kiểu sử dụng nước.

Năm 2010, Nguyễn Thị Phương [17] đã nghiên cứu đề tài “Quản lý tổng hợp lưu

vực sông Bé trên cơ sở cân bằng tài nguyên nước” áp dụng mô hình GAMS để tính

toán cân bằng nước cho lưu vực sông Bé và mô phỏng sự phân phối tối ưu tài

nguyên nước, đánh giá lợi ích ròng của từng nhóm sử dụng nước nông nghiệp, công

nghiệp, sinh hoạt và thủy điện.

Năm 2012, Nguyễn Thanh Hùng [15] đã nghiên cứu về định giá nước và phân phối

tối ưu tài nguyên nước khan hiếm ở cấp độ lưu vực sông, nghiên cứu này được ứng

46

dụng thử nghiệm cho vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. Nghiên cứu đã cho ra

hai kết quả rất hữu ích cho việc ra các quyết định về mặt chính sách: (1) Giá trị của

nước thô tương ứng với các mực độ thiếu hụt nước khác nhau và (2) Các lưu lượng

phân bổ tối ưu cho các nhu cầu sử dụng cạnh tranh đồng thời. Mô hình có tính ứng

dụng cao, có thể áp dụng tương tự đối với các lưu vực sông khác ở Việt Nam.

Năm 2014, Nguyễn Văn Tuấn, Viện Quy hoạch Thủy lợi, cũng đã nghiên cứu sử

dụng mô hình cân bằng tổng quát (CGE – Computable General Equilibrium) để giải

quyết bài toán phân bổ nước tối ưu trong nông nghiệp tại lưu vực sông Srepok. Hàm

mục tiêu của bài toán tối đa lợi ích có ràng buộc đẳng thức là tổng lợi ích của tưới

cho trồng trọt cho các loại cây trồng lúa Đông Xuân, lúa Hè Thu và cây cà phê ở

các khu tưới trên lưu vực sông Srepok. Trong bài toán CGE này, mục tiêu chính tập

trung vào nhiệm vụ phân bổ nước tưới cho 46 khu tưới khác nhau trong các mùa vụ

khác nhau. Từ kết quả tính toán cho thấy, vụ Đông Xuân phải cấp 45,54% lượng

nước, vụ Hè Thu 23,45% và cà phê là 31,02%.

Năm 2015, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thị Minh Tâm và Nguyễn Thị Thu Nga

[18] đã sử dụng phần mềm WEAP (Water Evaluation and Planning System – Hệ

thống đánh giá và quy hoạch nguồn nước) nghiên cứu phân bổ tối ưu nguồn nước

trên lưu vực sông Ba. Kết quả của nghiên cứu đã góp phần tăng hiệu quả kinh tế từ

các hoạt động dùng nước.

Gần đây nhất, viện Quy hoạch Thủy lợi đã phối hợp với trường đại học Bách khoa

Milan của Ý, thực hiện dự án “Quản lý bền vững tài nguyên nước lưu vực sông

Hồng – Thái Bình trong bối cảnh biến đổi khí hậu (IMRR)”. Bộ công cụ mô hình

Red-TwoLe của dự án giúp giải quyết bài toán vận hành tối ưu nguồn nước từ các

hồ chứa phục vụ các yêu cầu cấp nước, chống lũ, bảo đảm giao thông thủy, môi

trường hạ du, … Hệ thống sông Hồng -Thái Bình, mặc dù có 4 hồ chứa lớn và

nhiều công trình thủy lợi điều hòa nguồn nước khác nhưng tình trạng hạn hán, thiếu

hụt nguồn nước vẫn diễn ra ngày một nghiêm trọng, việc duy trì dòng chảy tối

thiểu, giảm thiểu ô nhiễm và xâm nhập mặn chưa được giải quyết triệt để; về mùa

47

lũ, nguy cơ lũ lụt vẫn có thể xảy ra. Bộ công cụ này sẽ được chuyển giao lại cho các

cơ quan liên quan tại Việt Nam như Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ

Tài nguyên và Môi trường và Viện Quy hoạch Thủy lợi để sử dụng trong việc phân

bổ tối ưu nguồn nước, quản lý và hoạch định các chính sách vận hành, điều hòa

nguồn nước trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình trong tương lai theo hướng phát

triển bền vững, ở cả cấp quy hoạch và quản lý.

Kết luận chương 1

Như vậy, để đối phó với hạn hán cần phải sử dụng tổng hợp nhiều giải pháp – từ vĩ

mô tới vi mô, từ kỹ thuật – công nghệ tới cơ chế chính sách, từ đầu tư tài chính đến

đào tạo và tăng cường năng lực cộng đồng. Mỗi giải pháp là một mắt xích quan

trọng góp phần làm giảm thiểu tác động và rủi ro do hạn hán gây ra.

Hiện tại, ở Việt Nam, để giải quyết bài toán hạn, chủ yếu tập trung vào việc nghiên

cứu các kỹ thuật sử dụng tiết kiệm nước như các kỹ thuật tưới tiết kiệm. Cũng có

một số nghiên cứu về các biện pháp tích trữ nước vào mùa mưa để sử dụng cho các

tháng mùa kiệt, tuy nhiên, hầu như các nghiên cứu này chỉ dừng ở mức độ nghiên

cứu các giải pháp thu trữ, cố gắng đảm bảo tích được một lượng nước đủ để đáp

ứng cho nhu cầu cây trồng vào mùa khô mà chưa đi sâu vào nghiên cứu giải pháp

tích trữ nước tối ưu để tận dụng lượng nước mùa mưa mà không gây lãng phí. Luận

án tập trung nghiên cứu giải pháp tích trữ nước tối ưu điều tiết thời gian thực trên hệ

thống, nhằm đảm bảo tích trữ nước hiệu quả phục vụ cho nông nghiệp trong thời kỳ

thiếu nước.

48

CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu

2.1.1 Sơ lược khu vực nghiên cứu

Hạ lưu sông Cả có 7 hệ thống thủy lợi lớn lấy nước trực tiếp từ sông và một số hệ

thống lấy nước bằng các trạm bơm. Trong đó tỉnh Nghệ An có 2 hệ thống lớn là đập

tràn Đô Lương (Bắc Nghệ An) và hệ thống Cống Nam Đàn (Nam Nghệ An). Hệ

thống tiêu gồm cụm tiêu cống Bến Thủy và trạm bơm tiêu Hưng Châu. Tỉnh Hà

Tĩnh có 3 Hệ thống thủy lợi gồm: Linh Cảm, Can Lộc và Hồng Lam. Ngoài ra còn

có 74 trạm bơm lấy nước trực tiếp từ hệ thống sông Cả để tưới. Với tổng diện tích

tưới thiết kế: 81.691,14 ha

Hệ thống Nam lấy nước sông Cả qua cống Nam Đàn bằng kênh Thấp, kênh Lam

Trà, kênh Gai tưới và tạo nguồn tưới cho các huyện Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi

Lộc. Với tổng diện tích tưới thiết kế: 27.000 ha.

Vùng kênh Lê Xuân Đào nằm ở hạ lưu sông Cả gồm 9 xã nằm phía Đông Nam của

huyện Hưng Nguyên, thuộc hệ thống Nam - Nghệ An. Đây là vùng trọng điểm lúa

và có trình độ thâm canh cao. Hệ thống kênh trong vùng tương đối lớn, liên kết chặt

chẽ với nhau và là các kênh chìm được sử dụng tưới tiêu kết hợp. Hiện tại, khả năng

cung cấp nước của hệ thống tưới chưa đủ đáp ứng nhu cầu trong vùng, do đó, hệ

thống kênh trong vùng được sử dụng để trữ nước phục vụ cho thời kỳ thiếu nước.

Tuy nhiên, kích thước các kênh chưa đủ đáp ứng cho nhu cầu trong thời kỹ thiếu

nước. Đặc biệt, vẫn chưa có một giải pháp vận hành cụ thể, chủ yếu tích trữ nước

theo cảm tính của người quản lý. Điều này dẫn đến, có thời điểm vào cuối mùa

mưa, cán bộ quản lý quyết định trữ nước trên kênh nhưng sau đó gặp trận lũ muộn

dẫn đến phải bơm tiêu, gây tổn thất lớn về chi phí vận hành bơm, có trường hợp có

thể gây ngập úng làm thiệt hại đến cây trồng. Hoặc có trường hợp lại tích nước quá

sớm nên cũng chỉ sử dụng được lượng nước không đáng kể vào mùa khô.Điều này

gây khó khăn lớn cho các nhà quản lý và vận hành.

49

Với đặc điểm các kênh lớn và có bờ tương đối rộng, rất thích hợp cho việc mở rộng

để trữ nước. Vì vậy, tác giả chọn vùng nghiên cứu là vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào

với mục tiêu chính là nghiên cứu mở rộng các kênh hợp lý và đưa ra được một giải

pháp vận hành các kênh sao cho đáp ứng được nhu cầu nước trong mùa khô với chi

phí vận hành hệ thống là nhỏ nhất.

Đặc điểm cụ thể của khu vực nghiên cứu:

a. Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 180 35 phút đến 180 47 phút vĩ độ Bắc và

1050 35 phút đến 1050 40 phút kinh độ Đông.

Khu vực được giới hạn bởi các vị trí như sau:

- Phía Bắc giáp xã Hưng Thịnh, Hưng Mỹ.

- Phía Nam và phía Đông giáp sông Lam.

- Phía Tây giáp xã Hưng Long, xã Nam Cát.

- Phía Đông giáp với thành phố Vinh.

Vùng kênh Lê Xuân Đào nằm ở hạ lưu sông Cả gồm 9 xã: 1- Xã Hưng Tân; 2- Xã

Hưng Phúc; 3- Xã Hưng Lợi; 4- Xã Hưng Tiến ; 5- Xã Hưng Lam; 6- Xã Hưng

Thắng; 7- Xã Hưng Thông; 8- Xã Hưng Xuân; 9- Xã Hưng Châu. Cụ thể vị trí các

xã như bản đồ hình 2.1.

b. Địa hình, địa mạo

Vùng nghiên cứu nằm trong vùng đồng bằng Nam Hưng Nghi của tỉnh Nghệ An,

địa hình chủ yếu là đồng bằng, thấp trũng, độ cao trung bình của bề mặt đồng bằng

từ 1,5 m đến 2 m, nơi cao nhất là 3 m, thấp nhất là 0,6 m và thấp dần từ Tây sang

Đông.

50

Nguồn: Sở NN&PTNT Nghệ An

Hình 2.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu

c. Điều kiện khí hậu

Vùng nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu mang tính chất nhiệt đới gió mùa, được

chia làm 2 mùa: mùa hạ nóng ẩm, mưa nhiều (từ tháng 5 đến tháng 10) và mùa

đông lạnh, ít mưa (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau).

1- Xã Hưng Tân

2- Xã Hưng Phúc

3- Xã Hưng Lợi

4- Xã Hưng Tiến

5- Xã Hưng Lam

6- Xã Hưng Thắng

7- Xã Hưng Thông

8- Xã Hưng Xuân

9- Xã Hưng Châu

9

6

1

2

5

7

3 4

8

51

- Chế độ nhiệt: Chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, tháng

nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ cao nhất là 39,4 0C mùa lạnh từ tháng 10 đến

tháng 4 năm sau, nhiệt nhiệt độ thấp nhất là 6,2 0C, nhiệt độ trung bình là 19,9 0C,

số giờ nắng trung bình năm là 1637 giờ.

- Chế độ mưa: Lượng mưa bình quân hàng năm là 1900 mm, năm ít nhất là 1100

mm, năm cao nhất là 2600 mm.

Hình 2.2. Biểu đồ mưa trung bình tháng

Từ biểu đồ mưa trung bình tháng (hình 2.2) trong 50 năm, từ năm 1960 đến năm

2010, nhận thấy lượng mưa chủ yếu tập trung vào 3 tháng 8, 9 và 10. Tháng 10 là

tháng có lượng mưa trung bình 50 năm lớn nhất, đạt 525,8 mm. Các tháng còn lại

lượng mưa rất ít,đặc biệt, tháng 2 lượng mưa trung bình 50 năm chỉ đạt 39,8 mm.

Như vậy, có thể thấy có sự chênh lệch rất lớn giữa lượng mưa mùa khô và lượng

mưa mùa mưa.

+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 15%

lượng mưa cả năm, tháng khô hạn nhất là tháng 1, 2 lượng mưa chỉ đạt 9 - 80

mm/tháng.

+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tập trung chiếm 80 - 85%

lượng mưa cả năm. Tháng nhiều mưa nhất là tháng 8, 9 có lượng mưa từ 230

Tháng1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mưa trung bình 52.175 39.843 50.157 64.676 146.86 103.51 111.02 245.89 476.16 525.79 157.07 70.296

0

100

200

300

400

500

600

mm

52

- 560 mm/tháng, số ngày mưa 14 - 19 ngày/tháng, mùa nóng thường kèm

theo gió bão và lũ lụt.

- Độ ẩm không khí: Trị số độ ẩm tương đối trung bình năm chiếm 86%, thời kỳ độ

ẩm không khí thấp nhất tập trung vào mùa khô và những ngày có gió phía Tây Nam

(gió Lào), độ ẩm không khí có thể xuống tới 62%, hạn chế khả năng sinh trưởng của

cây trồng.

- Chế độ gió: Chịu tác động của hai hướng gió chính: gió mùa Đông Bắc và gió

Đông Nam.Trong đó, gió mùa Đông Nam từ tháng 4 đến tháng 10.Đặc biệt vào các

tháng 5, 6, 7 thường xuất hiện gió Phía tây Nam (hay còn gọi là gió Lào). Gió Phía

tây Nam là loại hình thời tiết đặc trưng cho mùa hạ của vùng Bắc Trung bộ, đã gây

ra khô nóng và hạn hán, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống sinh hoạt

của người dân trong vùng.

- Lượng bốc hơi: Bình quân năm là 943 mm, lượng bốc hơi trung bình của các

tháng nóng (từ tháng 5 đến tháng 9) là 140 mm, ba tháng mùa mưa (tháng 9, 10, 11)

trung bình đạt 59 mm, tháng có lượng bốc hơi nhỏ nhất là tháng 2 chỉ có 29 - 30

mm.

2.1.2 Hiện trạng phát triển nông nghiệp vùng nghiên cứu

Vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào nằm phía Đông Nam của huyện Hưng Nguyên, bao

gồm các xã Hưng Tân, Hưng Thông, Hưng Tiến, Hưng Lam, Hưng Xuân, Hưng

Thắng, Hưng Phúc, Hưng Lợi, Hưng Châu, là vùng đồng bằng, chủ yếu là sản xuất

nông nghiệp, chịu nhiều ảnh hưởng của thiên tai như lũ lụt, hạn hán, gió lào. Tổng

số diện tích tự nhiên vùng 9 xã là 4.637,6 ha, trong đó: Diện tích đất nông nghiệp:

2.475,41 ha; diện tích đất lâm nghiệp: 31,47 ha; diện tích đất chuyên dùng: 752,93

ha; diện tích đất thổ cư: 162,46 ha; diện tích đất chưa sử dụng: 1.197,28 ha. Cụ thể

sơ đồ phân bổ đất nông nghiệp khu vực nghiên cứu như hình 2.3 và cơ cấu diện tích

đất theo bảng 2.1.

.

53

Kênh Thấp

Cống Nam Đàn

Kênh Tiến Thắng

Kênh Hoàng Cần Kênh 12/9 Kênh Hạnh Phúc

Kênh Hưng Tiến

Kênh Lê Xuân Đào

Trạm bơm

12/9

Trạm bơm

Hưng Châu

Xã Hưng Tân –

314,64 ha

Xã Hưng Phúc –

318,2 ha

Xã Hưng Lợi –

338,14 ha

Xã Hưng Tiến –

245,09 ha

Xã Hưng Thắng

– 311,36 ha

Xã Hưng Châu

– 242,35 ha

Xã Hưng Lam –

184,25 ha

Xã Hưng Thông

– 331,35 ha

Xã Hưng Xuân

– 187,03 ha

Hình 2.3.Sơ đồ khu vực nghiên cứu

54

Bảng 2.1. Cơ cấu diện tích đất vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào

TT Các xã D.tích tự

nhiên

(ha)

Các loại đất (ha )

Đất NN Đất LN Đất

chuyên

dùng

Thổ cư Chưa sử

dụng

1 Hưng

Xuân

434,81 187,03 6,8 94,79 17,28 128,91

2 Hưng Lam 647,98 184.25 15,0 45,44 18,50 383,89

3 Hưng Châu 448,21 242,35 0,37 97,47 18,75 89,27

4 Hưng Lợi 766,95 338,14 0 79,88 18,23 330,7

5 Hưng Phúc 483,83 318,2 0 74,17 16,67 74,79

6 Hưng

Thắng

451,1 311,36 0 88,74 17,15 33,85

7 Hưng Tiến 370,8 245,09 8,4 79,08 14,44 23,79

8 Hưng

Thông

551,58 331,35 0 111,03 22,74 68,46

9 Hưng Tân 482,29 317,64 0 82,33 18.70 63,62

Nguồn: Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Hưng Nguyên

Cơ cấu sản xuất của vùng 9 xã là sản xuất 2 vụ ăn chắc gồm: Vụ Đông Xuân, Hè

Thu.

- Vụ Đông Xuân chủ yếu là các giống lúa thuần như Nàng xuân, NA2, DTL2,

XT28, và các giống lúa lai như BTE1, nhị ưu 986, Khải Phong 1, Việt lai 24 vv.

Thời vụ gieo trồng từ 28 tháng 12 đến khoảng 15 tháng 1, tùy vào từng chân ruộng

bố trí cho phù hợp. Năng xuất lúa vụ Đông Xuân từ 45- 52 tạ/ha.

- Vụ Hè Thu được gieo cấy với bộ giống gồm các giống lúa thuần như QR1, VS1,

NDD5. Các giống lúa lai Quy ưu 1, Việt lai 20, Việt lai 24, Thiên nguyên ưu 16.

Thời vụ đối với các vùng úng trũng được cấy sớm để thu hoạch trước 30/8 hàng

55

năm để tránh bị úng lụt. Đối với vùng đất vàn là vùng ít bị ngập lụt hơn, nhưng khi

gặp mưa lớn giữa vụ vẫn bị ngập nên thời vụ gieo cấy cũng phải tính toán để thu

hoạch trước 10/9. Năng suất lúa vụ Hè Thu thường từ 35 - 45 tạ/ha.

Diện tích, năng suất và sản lượng được thể hiện cụ thể tại bảng 2.2.

Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa vùng 9 xã

kênh Lê Xuân Đào năm 2012

Xã Lúa

D.tích(ha) NS (tạ/ha) SL(tấn)

Hưng Xuân 296 48,8 14,44

Hưng Lam 175 45,3 7,93

Hưng Châu 391 54,2 21,2

Hưng Lợi 340 51,7 17,58

Hưng Phúc 566 46,8 26,5

Hưng Thắng 1106 46,1 50,98

Hưng Tiến 465 47,3 22,0

Hưng Thông 485 45,6 22,11

Hưng Tân 1019 50,9 51,86

Nguồn: Sở NN và PTNT Nghệ An

c. Nguồn nước tưới

Nguồn nước cấp để tưới cho khu vực là sông Lam, lấy qua cống Nam Đàn qua kênh

Thấp, kênh HoàngCần và tiếp nước cho kênh Tiến Thắng qua trạm bơm 12/9- Do

nguồn nước lấy vào qua cống Nam Đàn chưa đủ vì mực nước trước cống Nam Đàn

xuống thấp, khả năng lấy vào cống hiện tại chỉ khoảng 5,6 ÷ 21,3 m3/s đạt 69%

năng lực thiết kế. Trong khi đó lưu lượng thực cần là 40 m3/s, do vậy hệ thống thiếu

nước nghiêm trọng, cụ thể như bảng 2.3.

56

Khi mực nước trên các kênh thấp, các trạm bơm dọc tuyến chỉ hoạt động theo thời

gian triều lên (0,7 m trở lên khoảng 3-4 giờ). Trên các tuyến kênh nối tiếp (kênh

Gai, sông Vinh) và tuyến Hoàng Cần phục vụ cho các trạm bơm trong huyện Hưng

Nguyên rất khó khăn (kể cả trạm bơm chuyền 12/9) bơm tạo nguồn cho kênh Lê

Xuân Đào phục vụ cho các xã cuối nguồn rất khó khăn.

Bảng 2.3. Diến biến mực nước Sông Lam các tháng kiệt một số năm

Năm Tháng

Mực nước

1 2 3 4 5 6 11 12

2008 Mực nước min

0,80 0,75 0,70 0.70 0,95 0,55

Mực nước max

1,45 1,45 1,25 2,60 2,3 1,55

Mực nước TB

1,125 1,12 0,975 1,65 1,625 1,05

2009 Mực nước min

0,95 0,85 0,85 0,95

Mực nước max

1,45 1,15 1,25 1,35

Mực nước TB

1,2 1,0 1,0 1,15

2010 Mực nước min 0,55 0,5 0,2 0,15 0,2 0,15

Mực nước max 1,5 1,25 1,25 1,3 1,3 1,3

Mực nước TB 1,02 0,87 0,73 0,72 0,75 0,725

2011 Mực nước min 0,55 0,80 0,50 0,50 0,60

Mực nước max 1,35 1,55 1,05 1,65 6,88

Mực nước TB 0,95 1,175 0,775 1,08 3.74

2012 Mực nước min 0,80 0,70 0,50 0,45 0,55

Mực nước max 1,40 1,70 1,45 2,50 3,05

Mực nước TB 1,1 1,2 0,975 1,475 1,8

2013 Mực nước min 0,08 0,65 0,60 0,55

Mực nước max 1,35 1,35 1,35 0,85

Mực nước TB 0,715 1,0 0,95 0,7

57

d. Hiện trạng công trình đầu mối

Công trình đầu mối cấp nước cho khu vực là cống Nam Đàn (hình 2.4), với

các thông số kỹ thuật như bảng 2.4:

Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật cống Nam Đàn

Số

cửa

Chiều rộng

cửa (b×h ) đáy

(m)

đỉnh

(m)

tưới

TK (ha)

Qmax

(m3/s)

H

(m)

L kênh

chính (m)

04 2 × 3 m - 1,3 + 10,3 27.000 33,67 1,15 23,33

Hình 2.4. Cống Nam Đàn

Cống Nam Đàn được xây dựng từ năm 1936-1939 nằm trên địa bàn thị trấn Nam

Đàn, cống có nhiệm vụ cung cấp nước tưới, ngăn lũ và giao thông đường thuỷ cho

khu vực hệ thống Nam Nghệ An. Cống có 4 cửa, khẩu độ mỗi cửa là BxH= (2x3)m,

cánhcửa bằng thép đóng mở bằng khoá V15, một cửa âu thuyền BxH =(5x8) m

đóng mở bằng tời điện. Cao trình đáy cống -1.30 m, mực nước TK thượng lưu

+1.05 m, mực nước TK hạ lưu +0.903 m, cao trình mặt cầu (mặt đường giao thông)

58

+10.30 m. Quy trình vận hành công trình trong mùa bão lụt khi mực nước sông Lam

vượt quá cao trình +3.50 m phải đóng kín các cửa cống, không làm nhiệm vụ giao

thông thuỷ. Từ ngày 15/8 trở đi chỉ duy trì mực nước tưới ở mức thiết kế.

e. Hiện trạng các công trình tưới vùng nghiên cứu

Trạm bơm tiếp nguồn 12/9

Hình 2.5. Trạm bơm 12/9

- Hiện tại trạm 12/9 có 5 máy loại 1000 m3/h, bình thường chỉ hoạt động 4 máy

(1,1 m3/s), đảm nhiệm tiếp nước tưới từ kênh Hoàng Cần cho 1.817,16 ha vùng 9 xã

thuộc kênh Lê Xuân Đào.Khi mực nước tại cống Nam Đàn xuống thấp 0,75 m trở

xuống, lúc này mực nước tại trạm 12/9 chỉ khoảng 0,3- 0,35 m trên kênh Hoàng

Cần, rất khó khăn cho các trạm bơm nội đồng hoạt động.

- Thực tế để tưới đồng thời phục vụ kịp thời vụ cho sản xuất nông nghiệp cần 7

máy tương đương 2,2 m3/s. Hiện tại trạm 12/9 mới có 5 tổ máy nên những năm mực

nước sông Lam xuống thấp hơn thiết kế các xã phải tận dụng mọi nguồn nước trữ

để bơm tưới đảm bảo thời vụ, rất vất vả.

Kênh chìm trữ nước trong vùng

Trong hệ thống có 5 kênh trữ nước đồng thời cũng là các trục tiêu chính cho vùng

nhờ trạm bơm tưới, tiêu kết hợp Hưng Châu. 5 kênh trữ này là kênh 12/9, Lê Xuân

59

Đào, Tiến Thắng, Hưng Nguyên, Hạnh Phúc, các kênh có tổng chiều dài 27.900 m,

mặt cắt hình thang b = 5 ÷ 22m, H =2,5 ÷ 4,0 m. Khi hạn hán là các điểm trữ nước

chống hạn rất tốt. Thống kê các kênh tại bảng 2.5.

Hình 2.6. Kênh Tiến Thắng

5 kênh trữ nước trong hệ thống là tương đối lớn.Tuy nhiên, một số đoạn bị bồi lắng,

ảnh hưởng đến vận chuyển nước cũng như tích trữ nước.

Bảng 2.5. Thống kê các trục kênh trữ nước trong vùng

TT Tên kênh

Kích thước kênh

Hiện trạng L ( m) B (m) H (m) Mái kênh

1 Kênh 12/9 4300 5,0 3,9 1,5 Bị bồi lắng

2 Kênh Lê Xuân Đào 3500 4,0 3,9 1,0 Bị bồi lắng

3 Kênh Hạnh Phúc 1800 4,0 3,9 1,0 Bị bồi lắng

4 Kênh Tiến thắng

18.300

20,0 2,5 1,0 Bị bồi lắng

5 Kênh Hưng Nghĩa 20,0 2,5 1,0 Bị bồi lắng

Nguồn: Công ty Thủy lợi Nam Nghệ An

60

- Các kênh đang bị bồi lấp nhiều chỗ, kênh Lê Xuân Đào nhiều đoạn sạt mái,

không đảm bảo mặt cắt thiết kế tổn thất nước lớn, làm cho việc lấy nước đổ ải và

tưới dưỡng vụ xuân của các địa phương trong hệ thống gặp rất nhiều khó khăn, phải

lắp đặt các trạm bơm dã chiến, nối dài ống hút các trạm bơm dẫn đến chi phí phục

vụ tưới cao.

- Theo số liệu thiết kế, các công trình đều thoả mãn nhu cầu tưới cho toàn bộ diện

tích canh tác của hệ thống. Tuy nhiên, hiện tượng thiếu nước tưới vẫn thường xuyên

xảy ra, đặc biệt là vùng xa, vùng nằm cuối kênh tưới và các vùng ranh giới giữa các

khu tưới bằng bơm và tưới tự chảy.

- Trạm bơm Hưng Châu.

Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật trạm bơm Hưng Châu

Số

máy

Lưu lượng

Trạm

(m3/h)

Đ máy

(m)

tiêu

TK (h)

tưới

TK (h)

L kênh

chính

(m)

Kích

thước(

m)

Tình

trạng

08 64.000 + 4,85 2.488 303,2 3.500 4 ×3,9 Bi một số

máy bị

hỏng

Trạm được xây dựng từ năm 1977 đến năm 1979 nâng cấp tu sửa năm 2000, thuộc

địa phận xã Hưng Châu huyện Hưng Nguyên. Trạm được thiết kế tưới tiêu kết hợp

gồm 8 máy bơm trục đứng loại DU - 750 động cơ 200 KW, lưu lượng mỗi máy

8.000 m3/h tiêu úng cho 2.488 ha và hiện tại trạm bơm này còn được sử dụng bơm

tưới, khi cần trạm dùng một máy bơm để tưới cho 303,2 ha ruộng đất.

Trạm bắt đầu vận hành bơm khi mực nước ngoài sông ở báo động 3 (+5.3 m) và

mực nước bể hút ở cao trình + 1.50 m, khi mực nước ở bể hút xuống cao trình +1.00

m thi đóng cống qua đê và ngừng vận hành.

Theo quy trình vận hành thì khi lũ lớn đóng cống số 2 để ngăn nước kênh Lam Trà

và kênh 12/9 để trạm bơm Hưng Châu bơm tiêu, khi lũ thấp thì đóng cống Hưng

Nghi.

61

Nhận xét, đánh giá hệ thống nội đồng: Hệ thống công trình thủy lợi của khu vực

kênh Lê Xuân Đào nằm trong huyện Hưng Nguyên đã được quy hoạch. Trong thời

gian qua, hệ thống đã phát huy hiệu quả phục vụ tốt cho sản xuất nông nghiệp, góp

phần nâng cao năng suất cây trồng, ổn định sản xuất. Tuy nhiên đến nay hệ thống có

nhiều tồn tại:

- Công trình thủy lợi đã được xây dựng đủ đảm bảo tưới tiêu đáp ứng yêu cầu sản

xuất. Song thực tế các công trình mới đáp ứng được khoảng 72 % diện tích.

- Công trình được xây dựng và đưa vào sử dụng giai đoạn 1978 - 1990 đến nay đã

30 – 35 năm nên nhiều công trình trong hệ thống bị xuống cấp nghiêm trọng, năng

lực phục vụ bị giảm.

- Hệ thống không đồng bộ từ đầu mối đến mặt ruộng nên gây ra lãng phí nước,

diện tích phục vụ giảm.

- Nhiều công trình do các HTX tự xây dựng và quản lý, do không có kinh phí nên

hiện nay những công trình hoặc đầu tư dở dang hoặc bị xuống cấp không được tu bổ

nên hiệu quả rất kém.

- Nguồn nước tưới từsông Lam ngày càng thấp, các công trình xây cũ nên quy mô,

cao trình lấy nước không còn phù hợp đã hạn chế khả năng lấy nước tưới phục vụ

sản xuất, nhất là về mùa kiệt.

- Sự thay đổi về giống lúa mới, đòi hỏi nhu cầu nước ngày càng cao, cũng gây áp

lực lên các công trình phục vụ tưới, không đảm bảo quy mô phục vụ.

- Hệ thống kênh dẫn đã cơ bản phủ được hầu hết các diện tích của các xã, tuy

nhiên tỷ lệ kiên cố hóa mới đạt khoảng 87%, nên vẫn hạn chế khả năng dẫn nước

tới mặt ruộng.

Công tác quản lý: Công tác quản lý của Công ty mới chú trọng vào việc xây dựng

các công trình đầu mối mà coi nhẹ các công trình nội đồng đã dẫn đến việc hệ thống

kênh mương nội đồng chưa hoàn chỉnh.

62

- Công tác quản lý để thích ứng với biến đổi khí hậu, nguồn nước ngày càng cạn

kiệt chưa kịp thời, còn bị động, phụ thuộc.

- Công tác điều hành, quản lý các hệ thống tưới tiêu hết sức khó khăn, chưa có

được một quy trình quản lý vận hành chặt chẽ. Hệ thống kênh mương, bảo dưỡng

hàng năm chưa tốt, làm cho công trình xuống cấp nhanh.

2.1.3 Hiện trạng và ảnh hưởng của hạn hán

a. Hiện trạng dòng chảy kiệt

Khu vực nghiên cứu thuộc hạ lưu của lưu vực sông Cả, về mùa kiệt, dòng chảy

trong sông chủ yếu là nước ngầm. Lưu lượng trung bình tháng nhỏ nhất tháng III tại

Cửa Rào 65,7 m3/s, mô đun kiệt trung bình 5,1 l/s.km2; tại Dừa 119 m3/s, mô đun

kiệt trung bình 5,70 l/s.km2; tại Yên Thượng là 149 m3/s, mô đun kiệt trung bình

6,50 l/s.km2; trên sông Hiếu tại Quỳ Châu, lưu lượng trung bình tháng III là 30,3

m3/s với mô đun kiệt tháng trung bình 20,2 l/s.km2; tại Nghĩa Khánh Qtb tháng III

là 42,6 m3/s, mô đun kiệt trung bình tháng nhỏ nhất 10,4 l/s.km2; tại Thác Muối trên

sông Giăng, dòng chảy tháng kiệt nhất tháng IV là 15,6 l/s.km2, mô đun dòng chảy

kiệt trung bình 19,9 l/s.km2; tại Sơn Diệm trên sông Ngàn Phố, lưu lượng tháng nhỏ

nhất tháng IV là 22,4 m3/s, Mk = 28,4 l/s.km2. Tại Hoà Duyệt trên sông Ngàn Sâu

tháng IV có lưu lượng tháng nhỏ nhất 40m3/s, Mk = 21,3 l/s.km2.

Dòng chảy tháng IV của các vị trí quan trắc không chênh lệnh nhiều so với tháng

III. Hai tháng III, IV là các tháng có dòng chảy trung bình tháng nhỏ nhất trong

năm. Kiệt ngày thường xảy ra vào tháng IV, có những năm cạn kiệt xảy ra vào

tháng V.

Số liệu quan trắc lưu lượng tháng III nhỏ nhất cho biết tại Cửa Rào là 30,3 m3/s, mô

đun kiệt ngày là 2,3 l/s.km2 ngày 30/III/1960. Tại Dừa là 123 m3/s với mô đun

5,91l/s.km2. Tại Yên Thượng 142 m3/s, Mk = 6,17 l/s.km2.

63

b. Hiện trạng và nguyên nhân hạn hán của khu vực nghiên cứu

Trong những năm gần đây hạn hán tại huyện Hưng Nguyên đặc biệt là các xã: Hưng

Châu, Hưng Lợi, Hưng Yên, Hưng Phúc, Hưng Mỹ diễn ra gay gắt, lượng mưa mùa

khô liên tục giảm mạnh năm sau thấp hơn năm trước. Trong khoảng 15 năm gần

đây, hạn hán xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng hơn. Có thể thống kê những đợt

hạn hán nặng như năm 1983, 1987, 1988, 1990, 1992, 1993, 1998, 2003, 2004,

2010 đặc biệt hạn rất nghiêm trọng vào năm 1993, 1998 và năm 2010.

Năm 2010 (các tháng 3,4,5,6) toàn huyện có tổng số 5.540 ha lúa Hè - Thu đã gieo

cấy được, có 3.900 ha bị hạn, trong đó có 2.800 ha gần như bị khô cháy trên ruộng.

Bảng 2.7 thống kê diện tích hạn 3 năm gần đây của khu vực nghiên cứu:

Bảng 2.7. Diện tích hạn trong vùng một số năm gần đây

Năm Diện tích

hạn nặng

(ha)

Diện tích hạn

trung bình (ha)

Mùa, vụ Địa phương bị hạn

2008 1200 420 Đông Xuân,

Hè Thu

Hưng Yên, Hưng Thông, Hưng

Tiến, Hưng Trung, Hưng Tân

2009 282 808 Hè Thu Hưng Tân, Hưng Tiến, Hưng

Tung,Hưng Xá, Hưng

Đạo,Hưng Phúc, H. Thịnh

2010 2.800 1.100 Đông Xuân Hưng Châu, Hưng Lợi, Hưng

Nguyên, Hưng Phúc, Hưng

Mỹ, Hưng Tiến, H.Tân

Nguồn: Sở NN&PTNT Nghệ An

Nguồn nước tưới cho vùng 9 xã kênh Lê Xuân Đào được lấy từ sông Lam qua cống

Nam Đàn có mực nước thiết kế là 1,15m. Khi mực nước tại Nam Đàn xuống 0,75m,

hệ thống kênh Hoàng Cần tiếp nước cho vùng 9 xã xuống thấp chỉ còn 0,2-0,3m

phải dùng các trạm bơm giã chiến để chống hạn. Những năm gần đây, mực nước

64

cống Nam Đàn liên tục xuống thấp ở mức báo động, có những tháng xuống chỉ còn

0,2m gây ra thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nước cấp cho khu vực này (hình 2.7 và

2.8).

Hình 2.7. Biểu đồ Diễn biến mực nước thượng lưu cống Nam Đàn

đo 2 lần/ngày (Năm 2010)

Các tháng thường xuyên thiếu nước là các tháng từ tháng 1 đến tháng 8, khi mà

mực nước Nam Đàn xuống thấp, giao động từ 0,2m đến 0,7m. Trong khi đó, các

tháng 9, 10, 11 lượng nước tương đối dồi dào, mực nước thượng lưu cống Nam Đàn

giao động từ 0,75m đến 2,5m

0.050.150.250.350.450.550.650.750.850.951.051.151.251.351.451.551.651.751.851.952.052.152.252.352.452.552.652.752.85

123 45 67 89

111

133

155

177

199

221

243

265

287

309

331

353

375

397

419

441

463

485

507

529

551

573

595

617

639

661

683

705

727

m

lần đo

65

Hình 2.8. Biểu đồ Diễn biến mực nước thượng lưu cống Nam Đàn

trung bình tháng (Năm 2010)

Nguồn nước cung cấp cho toàn hệ thống Nam Nghệ An lấy từ cống Nam Đànvới

lưu lượng yêu cầu từ 47 ÷ 50 m3/s, nhưng cống Nam Đàn thiết kế mới mới đáp ứng

cao nhất 33,67 m3/s, với cột nước thiết kế 1,15 m. Hiện tại theo quan trắc mực nước

từ bảng 2.8 cho thấy mực nước có xu thế ngày càng thấp có năm chỉ 0,08 ÷ 0,2 m,

lưu lượng cao nhất chỉ đạt 21,3 m3/s. Đã thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nước cấp

cho các huyện phía nam Nghệ An.

Khi mực nước tại Nam Đàn xuống 0,7 m, hệ thống kênh Lam Trà, Hoàng Cần,

Hưng nguyên, cuối kênh Nghi Lộc mực nước thấp chỉ còn 0,2 - 0,3 m rất khó khăn

cho việc lấy nước, phải dùng các trạm bơm giã chiến để chống hạn. Đồng thời cống

Nghi Quang bán tự động, cửa không kín nước đã ép mặn vào càng gây thêm khó

khăn cho vùng khi lấy nước vào mùa kiệt.

0.05

0.15

0.25

0.35

0.45

0.55

0.65

0.75

0.85

0.95

1.05

1.15

1.25

1.35

1.45

1.55

1.65

1.75

1.85

1.95

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

m

Tháng

66

c. Tác động đến nông nghiệp

- Tác động đến thời vụ gieo trồng: Nguyên nhân chính của hạn hán là thiếu nguồn

nước cung cấp cho sản xuất nông nghiệp, do đó những vùng hạn hán do thiếu nguồn

hoặc lấy nước chậm hơn hoặc lấy nước sớm hơn các vùng khác, do hệ thống không

đủ nước tưới phải thực hiện tưới luân phiên. Đã làm cho các xã vùng hạn bị động

trong sản xuất, phải thay đổi kế hoạch gieo trồng, cơ cấu giống ...

Năm 2013 và những năm tiếp theo ở Hưng Nguyên đã phải xác định lại khung thời

vụ, cơ cấu giống, cũng như một số giải pháp kỹ thuật để né tránh thiên tai, giảm

thiểu thiệt hại, đẩy thời vụ sản xuất vụ xuân 2013 sớm hơn so với năm 2012 từ 5 - 7

ngày.

- Diện tích gieo trồng bị thu hẹp, giảm năng suất cây trồng: Hạn hán hè thu 2010

làm hơn 3.500 ha lúa bị giảm năng suất trên 50%. Cuối vụ mưa lớn và triều cường

gây ngập úng hơn 800 ha gieo cấy muộn do hạn hán đầu vụ. Năm 2011 hạn chỉ xảy

ra cục bộ ở một số xã Hưng Lợi, Hưng Tân, Hưng Tiến, nhưng lại xảy ra rét hại kéo

dài làm hơn 1.050 ha lúa bị chết do không có nước chống rét.

- Tăng kinh phí để chống hạn: Hạn hán làm giảm năng suất cây trồng, giảm diện

tích gieo trồng, giảm sản lượng cây trồng, mà còn tăng chi phí sản xuất nông

nghiệp. Năm 2012 huyện Hưng Nguyên đã phải chi phí 17.626.200.000 đồng để

nạo vét 14 bể hút các trạm bơm và 8 kênh trục dẫn nước chống hạn. Tiền điện bơm

nước phục vụ chống hạn của công ty Thủy lợi Nam Nghệ An năm 2012 vượt

1.800.000 KWh, tương đương 2.5 tỷ đồng, tiền mua máy bơm dầu và dầu để chống

hạn là 2,5 tỷ đồng.

2.1.4 Một số nhận xét về khu vực nghiên cứu

Do đặc điểm khí hậu, thủy văn của khu vực, lượng mưa hàng năm tương đối cao

nhưng có sự phân bố không đều, chiếm 85% vào mùa mưa, mùa khô chỉ có 15%

tổng lượng mưa năm, dẫn đến hiện tượng thừa nước vào mùa mưa và thiếu nước

vào mùa khô. Trong khu vực, hạn hán xảy ra liên tục, năm sau nghiêm trọng hơn

năm trước. Trong khi đó, vùng 9 xã thuộc hệ thống kênh Lê Xuân Đào là vùng

67

trọng điểm lúa của huyện Hưng Nguyên cũng như của tỉnh Nghệ An, có trình độ

thâm canh cao. Vì vậy, việc đề xuất một giải pháp kinh tế và hiệu quả nhằm tận

dụng tối đa nguồn nước sẵn có trong khu vực là hết sức cần thiết.

Qua thực địa và nghiên cứu, tác giả nhận thấy, hệ thống kênh trong vùng là các

kênh chìm có kích thước lớn và được sử dụng tưới tiêu kết hợp.Hiện tại, địa phương

cũng đã sử dụng các kênh này nhằm trữ nước mùa mưa sử dụng cho mùa kiệt.Tuy

nhiên, lượng nước trữ này chỉ đủ đáp ứng một phần rất nhỏ nhu cầu nước trong khu

vực. Nguyên nhân là do năng lực của các kênh không đáp ứng và cách làm còn

chưa khoa học. Do đó, trong nghiên cứu của mình, tác giả đề xuất giải pháp trữ

nước và phương pháp tối ưu điều tiết thời gian thực trên hệ thống nhằm tích trữ

nước mùa mưa một cách có hiệu quả để sử dụng cho mùa khô.

2.2 Nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận

Với mục tiêu là đề xuất được giải pháp trữ nước mùa mưa để sử dụng cho mùa khô

và tối ưu điều tiết thời gian thực cho hệ thống như đã nêu ở trên. Tác giả tập trung

nghiên cứu các nội dung chính sau:

- Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng hệ thống: Trong nội dung này, tác giả sẽ tập

trung nghiên cứu hiện trạng hệ thống thủy lợi, điều kiện tự nhiên và tình hình

hạn hán thiếu nước của khu vực nghiên cứu.

- Nội dung 2: Xác định nhu cầu nước: Sau khi nghiên cứu hiện trang hệ thống,

tác giả sẽ xác định được hiện trạng nông nghiệp, cơ cấu cây trồng và sẽ tính

toán xác định được nhu cầu nước của khu vực nghiên cứu.

- Nội dung 3: Tính toán lượng nước thiếu hụt trong mùa kiệt: Tính toán cân

bằng nước nhằm xác định được lượng nước thiếu hụt trong mùa kiệt.

- Nội dung 4: Đề xuất giải pháp thu trữ nước: Sau khi đánh giá khả năng của

các phương án thu trữ nước, một phương án thu trữ nước phù hợp và đáp ứng

với điều kiện thực tế sẽ được đề xuất. Phương án này phải đảm bảo bù đủ

lượng nước thiếu cho mùa khô và đồng thời không gây ngập úng trong quá

trình thu trữ nước trong mùa mưa.

68

- Nội dung 5: Phương án tối ưu điều tiết thời gian thực trên hệ thống: Sau khi

đã có một giải pháp thu trữ nước bổ sung đủ lượng nước thiếu hụt cho mùa

khô, có một vấn đề xảy ra trong thực tế là nếu trong qua trình tích nước mà

có mưa thì sẽ xảy ra ngập úng, nhà quản lý phải vận hành bơm tiêu. Điều này

gây lãng phí vận hành hệ thống bơm tiêu, có khi, nếu mưa lớn kèm lũ thượng

nguồn về, trạm bơm tiêu không thể bơm kịp, sẽ có thể dẫn đến ngập úng gây

thiệt hại cho hoa màu. Ngược lại, nếu quá trình tích nước chậm, đến khi kết

thúc mùa mưa mà không có lượng mưa hay nước thượng nguồn bổ sung đủ

thì sẽ dẫn đến tình huống vào mùa khô sẽ không có đủ nước cho cây trồng,

ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Vì vậy, để đảm bảo quá trình thu trữ

nước không gây ngập úng trên hệ thống, cũng như giảm thiểu tối đa số giờ

bơm tiêu khi mưa đến trong quá trình tích nước, đồng thời cũng phải đảm

bảo tích trữ đủ lượng nước cấp cho mùa khô, trong nghiên cứu của mình, tác

giả sẽ sử dụng thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội NSGAII

được Kalyanmoy Deb nghiên cứu và phát triển năm 2000. Đây là một cải

tiến của thuật toán NSGA (None Dominated Sorting Genetic Algorithm), với

ngôn ngữ lập trình Matlab để xây dựng một phương án tối ưu điều tiết thời

gian thực trên hệ thống. Phương án này sẽ giúp các nhà quản lý vận hành hệ

thống thu trữ nước đảm bảo trữ đủ nước cho mùa khô với chi phí vận hành là

thấp nhất.

Sơ đồ hình 2.9 thể hiện chi tiết các nội dung nghiên cứu của luận án. Theo đó

sẽ có các số liệu đầu vào cụ thể cho từng nội dung nghiên cứu. Ứng với từng

nội dung sẽ có các công cụ và phương pháp thích hợp để tính toán. Các

phương pháp này sẽ được áp dụng tính toán đưa ra các giải pháp cho khu vực

nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu sẽ được kiểm tra, đánh giá trước khi đề xuất

kết quả cuối cùng.

https://www.google.com.vn/search?biw=1366&bih=633&tbm=isch&q=non+dominated+sorting+genetic+algorithm&spell=1&sa=X&ei=o1SOU7bhOMnr8AXwl4GABQ&ved=0CCUQvwUoAA

69

Đánh giá hiện trạng hệ thống:

- Điều kiện tự nhiên

- Hiện trạng hệ thống

- Tình hình hạn hán

- Khảo sát thực địa

- Thu thập tài liệu

Xác định nhu cầu nước:

- Tính toán nhu cầu nước các

loại cây trồng

- Phương pháp thống kê

- Phương pháp mô hình

toán

Tính toán lượng nước thiếu

hụt trong mùa kiệt:

- Tính cân bằng nước.

- Xác định lượng nước thiếu

hụt theo thời gian

- Phương pháp thống kê

- Phương pháp mô hình

toán

Phương án tối ưu điều tiết

thời gian thực trên hệ thống

- Khảo sát thực địa.

- Tính toán thiết kế

hệ thống thu trữ.

- Tính toán thủy lực

Mô hình Mike 11

- Xây dựng hàm mục tiêu.

- Thuật toán NSGA II.

- Ngôn ngữ lập trình Matlab

- Chuyển đổi

cơ cấu cây

trồng

- Thời vụ

- Mục đích sử

dụng đất

Kiểm tra lại giải pháp

NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP/CÔNG CỤ

Giải pháp trữ nước:

- Hồ điều hòa;

- Kênh; …

Đánh giá khả năng của các

giải pháp trữ nước:

- Đảm bảo bù đủ lượng nước

thiếu.

- Không gây ngập úng do

mưa.

Hình 2.9. Sơ đồ nội dung nghiên cứu và cách tiếp cận

70

2.3 Phương pháp và công cụ nghiên cứu

2.3.1 Tính toán nhu cầu nước

a. Cơ sở tính toán nhu cầu nước

- Căn cứ theo tiêu chuẩn ngành: Theo quy định trong Quy phạm kỹ thuật về

lập Quy hoạch thuỷ lợi, ký hiệu TCVN-8302-2009 và các quy phạm hiện hành về

lập, trình duyệt thiết kế quy hoạch, dự án tiền khả thi, dự án khả thi và thiết kế kỹ

thuật bản vẽ thi công tần suất tính toán.

- Căn cứ các yếu tố:

+ Thuỷ văn: Lượng nước đến tại tuyến công trình, mưa dùng trong tính toán

tưới, các chỉ tiêu khí tượng liên quan tính với tần suất 75%, 85%.

+ Tần suất thiết kế công trình, tính toán lũ công trình theo cấp công trình trên

cơ sở quy phạm xây dựng các công trình thuỷ lợi hiện hành.

Tần suất đảm bảo cấp nước cho nông nghiệp tính toán với 2 tần suất 75% và 85%.

b. Tính toán nhu cầu nước

Lương nươc cân cua cây trông được tính toán tư cac tai liêu khi hâu va tai liêu cây

trông theo chương trinh CROPWAT. Chương trinh do Vu phat triên đât va nươc

thuôc Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) biên soan.

Chương trinh nay giup cho viêc tinh toan cac tiêu chuân cho giai đoan quy hoach,

thiêt kê va quan ly hê thông tươi.

+ Tính toán bốc thát hơi:

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán lượng bốc thoát hơi nước cho cây trồng.

FAO đã đề xuất 4 phương pháp tính tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, tình hình tài

liệu thực đo để áp dụng cho nhiều vùng khác nhau. Đó là:

- Phương pháp Blaney - Criddle: Chỉ xét 1 yếu tố khí hậu là nhiệt độ.

- Phương pháp bức xạ: Xét hai yếu tố khí hậu là nhiệt độ và số giờ nắng.

71

- Phương pháp Penman: Xét bốn yếu tố khí hậu là nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió

và số giờ nắng.

- Phương pháp bốc hơi chậu: Suy diễn từ đại lượng bốc hơi, đo đạc bằng các

loại chậu bốc hơi.

Theo đánh giá của các chuyên gia thì phương pháp Penman thường cho kết quả tốt

nhất. Căn cứ thực tế đó, tác giả chọn phương pháp Penman để tính toán lượng bốc

hơi. Việc tính toán nhu cầu nước dựa vào chương trình CROPWAT của FAO.

+ Tính toán lượng bốc thoát hơi chuẩn (ETo):

ETo được tính theo công thức Penman. Công thức Penman có dạng như sau:

ETo = C.[W.Rn + (1 - W).f(u).(ea - ed)] (mm/ngày). (2.1)

Trong đó:

- ETo: Lượng bốc thoát hơi chuẩn.

- C: Yếu tố hiệu chỉnh về điều kiện khí tượng ban ngày và ban đêm.

- W: Yếu tố biểu thị quan hệ nhiệt độ và trọng lượng.

- Rn: Bức xạ, biểu thị bằng bốc hơi tương đương (mm/ngày).

- f(u): Hàm số liên quan đến điều kiện gió.

- (ea - ed): Hiệu số giữa sức trương hơi nước bão hoà ở nhiệt độ không khí

trung bình và sức trương hơi nước thực tế trung bình, biểu thị bằng milibar.

+ Tính toán lượng bốc thoát hơi nước của cây trồng (ETc):

Lượng bốc thoát hơi nước của cây trồng (ETc) được tính theo công thức:

ETc = Kc x ETo (mm/ngày). (2.2)

Trong đó:

ETo: Lượng bốc thoát hơi nước chuẩn.

72

Kc: Hệ số cây trồng phụ thuộc vào loại cây trồng và thời kỳ sinh trưởng của

loại cây trồng đó, được lấy theo tài liệu hướng dẫn của FAO.

+ Tính toán yêu cầu nước tưới mặt ruộng của cây trồng (IRReq):

Lượng nước yêu cầu tưới mặt ruộng xác định theo công thức:

IRReq + θ𝑡 = ETc + Perc + Lprep - EffRain + θ𝑡+1 (2.3)

Trong đó:

+ IRReq: Lượng nước yêu cầu tưới mặt ruộng.

+ Perc: Lượng nước ngấm ổn định.

+ Lprec: Lượng nước làm đất.

+ EffRain: Lượng mưa hiệu quả.

+ θ𝑡 : Độ ẩm vùng rễ tại thời điểm t (lượng nước có sẵn trong đất

trước khi tưới)

+ θ𝑡+1 : Độ ẩm vùng rễ tại thời điểm t+1(lượng nước còn lại trong đất

sau khi tưới)

Lượng mưa hiệu quả tính theo phương pháp Fixed percentage. Công thức tổng quát

như sau:

EffRain = Rain x X% (2.4)

Trong đó X% là số % hiệu quả, thường lấy từ (70 - 90)%.

Thời đoạn tính toán chế độ tưới là 10 ngày.

2.3.2 Tính toán cân bằng nước

a. Giới thiệu mô hình Mike Basin

Mô hình MIKE BASIN là công cụ cân bằng giữa lượng nước sẵn có và nhu cầu về

nước theo cách tối ưu nhất, giúp cho công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên nước

trong lưu vực sông. Phần mềm MIKE BASIN do Viện Thuỷ lợi Đan Mạch (DHI)

73

xây dựng, nó là một mô hình toán học thể hiện lưu vực sông bao gồm sông chính và

sông nhánh, các yếu tố thuỷ văn theo không gian và thời gian, hệ thống sử dụng

nước, nước ngầm và quá trình diễn biến của nước ngầm. Modul Mike Basin WQ

cho phép mô phỏng chất lượng nước.

MIKE BASIN được xây dựng theo kiểu mô hình mạng lưới trong đó sông và các

nhánh sông chính được hiển thị bằng một mạng lưới các nhánh và nút. Nhánh sông

biểu diễn cho các dòng chảy riêng lẻ trong khi đó các nút biểu diễn các điểm tụ hội

của sông, điểm chuyển dòng hoặc là vị trí mà ở đó có diễn ra các hoạt động liên

quan đến nước hay những vị trí quan trọng mà kết quả mô hình yêu cầu.

Cơ sở toán học trong mô hình MIKEBASIN là tìm lời giải ổn định cho mỗi bước

thời gian trên toàn hệ thống mạng lưới. Ưu điểm của MIKEBASIN là tốc độ tính

toán nhanh, do đó có thể tính toán với nhiều kịch bản khác nhau để có được kết quả

tối ưu nhất.

MIKE BASIN chạy trên nền của phần mềm ArcView, điều này rất thuận lợi cho

việc phân tích, truy vấn dữ liệu, việc thiết lập mạng lưới được thực hiện trực tiếp

trên màn hình máy tính, các kết quả đầu ra cũng được hiển thị dưới dạng thông tin

GIS.

Nhập dữ liệu chủ yếu của mô hình bao gồm liệt dữ liệu khí tượng thuỷ văn, đặc tính

hồ chứa và các nguyên tắc vận hành, nhu cầu sử dụng nước và thông tin về dòng hồi

quy.

Trước khi xây dựng mô hình cần xác định một sơ đồ phù hợp và các đặc trưng có

liên quan.Đánh giá tài nguyên nước của một lưu vực sông phải đưa vào hàng loạt

các nhu cầu riêng biệt, việc này thường đòi hỏi tốn rất nhiều công sức. Do đó trong

quá trình xây dựng mô hình cần dựa vào mục tiêu của bài toán, khả năng của sự

kiện và số liệu cần có để mô hình có tính linh hoạt đồng thời phản ánh được các

điều kiện tự nhiên tổng quát. Có thể áp dụng các hình thức kết hợp sau khi lập sơ

đồ:

- Kết hợp các sông nhỏ vào một nhánh duy nhất với một điểm lấy nước.

74

- Kết hợp các diện tích tưới nhỏ vào một hệ thống tưới duy nhất với một

điểm lấy nước.

- Kết hợp cấp nước thành phố và cấp nước công nghiệp làm một.

Việc lập sơ đồ cần biểu diễn các hoạt động phát triển ở các mức độ chi tiết mong

muốn, đồng thời kết hợp các nhu cầu nước giống nhau. Sơ đồ lưu vực thường có

dạng như hình 2.10:

Hình 2.10.Sơ đồ lưu vực sông

Mô hình MIKEBASIN rất linh hoạt trong xác định bước thời gian, có thể là ngày

hoặc tháng.Tuy nhiên lựa chọn bước thời gian tuỳ thuộc vào dữ kiện hiện có và xuất

75

liệu yêu cầu. Đối với những mô hình lớn thời gian tính toán và bộ nhớ sẽ tăng đáng

kể khi giảm bước thời gian.

Kết quả của mô phỏng cho biết thông tin về mức độ thừa, thiếu nước, hoạt động của

các hồ chứa, lượng nước sử dụng của các hộ dùng nước, lượng điện sản xuất. Liệt

dòng chảy tháng cho phép đánh giá ảnh hưởng tổng hợp của các công trình cũng

như các khu tưới đối với dòng chảy trên sông.

Ngoài việc thể hiện kết quả dưới dạng bảng, mô hình còn cho phép xem kết quả

dưới dạng hình hoạt, cho phép thấy được một cách tổng quát quá trình mô phỏng

dòng chảy cho toàn lưu vực.

b. Các đặc trưng cơ bản của MIKE BASIN

Sơ đồ hoá

Trước khi lập mô hình, điều quan trọng là phải xác định phù hợp mô tả khái quát

của lưu vực sông và các đặc tính kèm theo. Việc mô tả mạng sông mô hình là việc

đơn giản hoá một hệ thống có tính chất vật lý.

Giản đồ mô tả mạng sông vì thế nên phản ánh được các chức năng và các mối quan

hệ qua lại được xác định trong hệ thống sông tự nhiên. Bố trí đó có thể không nhất

thiết phải giống như bố trí và kích thước thực tế quan sát được trên hệ thống sông tự

nhiên.

Tuy nhiên, đối với mục đích trình bày trong giai đoạn sau này của một dự án thì

thông thường đó là một lợi thế tốt khi thiết kế một mạng sông để mọi người có thể

nhận thấy hệ thống sông mà mô hình trình bày một cách vật lý. MIKEBASIN cung

cấp các công cụ để xây dựng sơ đồ, cụ thể như hình 2.11.

76

Trạm thuỷ điện

Hồ chứa

Khu tưới

Điểm lấy nước

Điểm thải ra

Kết hợp

Cấp nước

Điểm lấy nước

Điểm thải ra

Kết hợp

Điểm nút trên mạng sông

Nút đơn giản hoặc nút lưu vực

Nút chuyển dòng

Nút lấy nước

Nhánh sông

Hình 2.11. Các công cụ trong Mike Basin

Giới thiệu về Theme

Trong ArcView GIS, một View bao gồm nhiều Themes, mỗi Theme là một chủ đề

thể hiện đối tượng địa lý đưới dạng điểm, đường hoặc miền. Một Theme bao gồm

hai thành phần thông tin: Thông tin không gian hiển thị các đặc tính của đối tượng

về mặt điạ lý và thông tin phi không gian hiển thị các thuộc tính của đối tượng.

Các Theme trong một View được liệt kê ở phía trái màn hình, cho phép biết được

trạng thái hoạt động cũng như thứ tự của Theme

Trong Mô hình MIKE BASIN các Theme có thể phân thành hai loại chính sau:

77

1- Theme xác định mạng sông, lưu vực sông.

2- Theme thể hiện các hoạt động

Số hoá mạng lưới sông

Một mạng sông để sử dụng trong mô hình MIKE BASIN có thể được tạo ra bằng

hai cách:

- Từ mô phỏng lưu vực của một Mô hình độ cao số (DEM), tạo ra một mạng

sông có tỷ lệ chi tiết và giống với mạng sông tự nhiên.

- Từ việc số hoá một mạng sông, tạo ra một mạng sông đơn giản dựa trên

hình ảnh minh hoạ của hệ thống sông tự nhiên hoặc đơn giản chỉ là một sơ đồ mô

phỏng. Sông thường được số hoá theo hướng dòng chảy, điểm cuối cùng của sông

nhánh phải nằm trên sông chính tại vị trí của ngã ba sông. Nếu số hoá nhầm thì có

thể sử dụng công cụ swap direction tool để đổi hướng dòng chảy.

Nút (Node) trên sông

Dòng chảy trên sông được tính toán tại mỗi điểm nút hay giao cắt. Dòng chảy tại

mỗi nút ở hạ lưu sẽ là hàm số của dòng chảy trên nút thượng lưu gần nhất và các kết

nối vào nút.

Nút sẽ tự động quy chiếu với các nút khác. Các điểm nút trên mạng sông có thể có

hình dạng khác nhau phụ thuộc xem người sử dụng có được đi kèm với điểm nút

đó hay không hoặc xem rằng ở đó có sự chuyển dòng hay không

Nút được đặt trên mạng sông bằng cách nhấp chuột trái vào vị trí mong muốn. Một

điều quan trọng là thường phải đặt điểm nút tại:

- Điểm cuối thượng lưu của mọi nhánh sông.

- Điểm hội tụ / điểm có hai nhánh sông riêng biệt được số hoá gặp nhau.

- Điểm chuyển hướng / điểm mà một nhánh sông bị chia làm hai.

- Điểm lấy nước trên hệ thống sông.

78

- Vị trí của hồ chứa.

Khi số hoá một mạng sông, có hai loại điểm nút cơ bản, được gọi là nút lưu vực

(catchment node) và điểm nút đơn giản (simple node). Điểm nút lưu vực là các nút

tại đó có đính kèm diện tích của lưu vực phụ trên thượng lưu (tức là nó đại diện cho

dòng chảy của một lưu vực). Điểm nút đơn giản không đính kèm diện tích của lưu

vực phụ. Khi chèn thêm điểm nút vào mạng sông thì sẽ có một cửa sổ hội thoại xuất

hiện để bạn xác định loại điểm nút sẽ chèn. Lưu ý rằng, lưu vực sẽ được vẽ sau khi

tạo một mạng sông. Cụ thể như hình 2.12.

Hình 2.12. Các node và lưu vực trên sông

Tạo mạng sông

Sử dụng công cụ Make network để tạo mạng sông, hai Theme mới sẽ được tạo ra:

Theme mô tả lưu vực (Runoff.shp) và Theme mô tả nhánh sông (Branches.shp),

diện tích của các lưu vực cũng được tự động tính toán và đưa vào. Sau khi tạo mạng

sông, có thể thêm vào các loại nút như hồ chứa, điểm cấp nước, và trạm khí tượng

thuỷ văn cho mô hình.Việc khai thác, sử dụng mô hình được trình bày trong chương

3.

79

2.3.3 Tính toán thủy lực

Để tính toán thủy lực trên các hệ thống sông hiện nay có nhiều mô hình tính toán:

- Mô hình VRSAP của cố giáo sư - tiến sỹ Nguyễn Như Khuê vẫn được sử

dụng tính toán thủy lực cho các mạng sông.

- Mô hình HEC-RAS là một hệ thống phần mềm tổng hợp, đây là mô hình do

quân đội Mỹ xây dựng và phát triển và cho phép sử dụng miễn phí. Mô hình có khả

năng tính toán thủy lực, bùn cát, chất lượng nước.

- Mô hình thủy lực MIKE11 của Viện thủy lực Đan Mạch. Đây là mô hình

tiên tiến.

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng mô hình MIKE11 để tính toán mực nước,

lưu lượng lũ, kiệt cho các mạng sông trong vùng.

Mô hình MIKE11 do DHI Water and Environment (Đan Mạch) phát triển, là phần

mềm để mô phỏng dòng chảy, lưu lượng, chất lượng nước và vận chuyển bùn cát ở

các lưu vực sông, kênh tưới… MIKE11 là mô hình động lực học một chiều, thân

thiện với người sử dụng nhằm phân tích chi tiết, thiết kế, quản lý và vận hành cho

các sông và hệ thống kênh dẫn đơn giản và phức tạp. Với môi trường đặc biệt thân

thiện với người sử dụng, linh hoạt và tốc độ tính toán cao, MIKE11 cung cấp một

môi trường thiết kế hữu hiệu về kỹ thuật công trình, tài nguyên nước, quản lý chất

lượng nước và quy hoạch. Mô đun thủy động lực học (HD) là một phần trung tâm

của của hệ thống mô hình MIKE11 và tạo cơ sở cho hầu hết các mô đun khác bao

gồm:

- Dự báo lũ và vận hành hồ chứa.

- Các phương pháp mô phỏng kiểm soát lũ.

- Vận hành hệ thống tưới và tiêu thoát bề mặt.

- Thiết kế các hệ thống kênh dẫn.

- Nghiên cứu sóng triều và dâng nước do mưa ở sông và cửa sông.

80

Đặc trưng cơ bản của hệ thống lập mô hình MIKE 11 là cấu trúc mô-đun tổng hợp

với nhiều loại mô-đun được thêm vào mỗi mô phỏng các hiện tượng liên quan đến

hệ thống sông. Ngoài các mô-đun HD đã mô tả ở trên, MIKE bao gồm các mô-đun

bổ sung đối với:

- Thủy văn.

- Tải khuyếch tán.

- Các mô hình cho nhiều vấn đề về Chất lượng nước.

- Vận chuyển bùn cát có cố kết (có tính dính).

- Vận chuyển bùn cát không có cố kết (không có tính dính).

2.3.4 Xây dựng bài toán vận hành tối ưu trên hệ thống

Để đảm bảo khả năng cung cấp nước vào mùa kiệt cho khu vực nghiên cứu, giải

pháp sử dụng các kênh chìm có sẵn trong khu vực để thu trữ nước mùa mưa sử

dụng cho mùa kiệt là một giải pháp hiệu quả. Tuy nhiên, trong thực tế, người vận

hành gặp phải vấn đề mâu thuẫn giữa lũ và kiệt trong vận hành lượng nước trữ

trong kênh.

Vì khí hậu trong khu vực là bất thường và rất khó dự báo, nếu như mùa lũ nhỏ và

kết thúc sớm mà lại trữ lượng nước trong kênh nhỏ vào cuối mùa lũ thì sẽ không đủ

nước trong mùa kiệt hoặc nếu như mùa lũ lớn và kết thúc muộn mà lại trữ lượng

nước trong kênh lớn thì tổn thất tiêu trong hệ thống là rất lớn.

Vì vậy, mục tiêu của bài toán ở đây là đi tìm một hàm vận hành thời gian thực để tối

ưu hóa và hài hòa cả hai mục tiêu trên.

Để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu thì sử dụng thuật toán di truyền là tốt hơn cả.

Cho đến nay có rất nhiều thuật toán di truyền để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu

chẳng hạn: Thuật toán MOGA, NSGA, NSGA II, PEA, PEA II, …Ứng với mỗi

thuật toán đều có những thuận lợi và khó khăn nhất định.Tuy nhiên, thuật toán

81

NSGA II là một trong những thuật toán có thể xấp xỉ được biên Pareto tốt nhất từ

các nghiệm khởi tạo ban đầu.

Giới thiệu thuật toán NSGA II

Thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội NSGAII là một cải tiến NSGA

(None Dominated Sorting Genetic Algorithm), khắc phục 3 nhược điểm của NSGA

là:

1. Độ phức tạp cao O (MN3), trong đó M là số mục tiêu và N là

kích thước quần thể.

2. Bỏ qua nhiều giải pháp tốt (nonelitism).

3. Phải chỉ định thông số chia sẻ (σshare), mà việc xác định thông

số này là một khó khăn

NSGAII dựa vào 2 khái niệm chính

Sắp hạng các giải pháp không bị trội (hình 2.13)

Khoảng cách quy tụ (hình 2.14 và 2.15)

Hình 2.13. Minh họa sắp hạng nhanh không bị trội

https://www.google.com.vn/search?biw=1366&bih=633&tbm=isch&q=non+dominated+sorting+genetic+algorithm&spell=1&sa=X&ei=o1SOU7bhOMnr8AXwl4GABQ&ved=0CCUQvwUoAA

https://caohock24.files.wordpress.com/2014/07/pic1.png

82

Hình 2.14. Minh họa sự quy tụ của các nghiệm quanh một nghiệm

Hình 2.15. Minh họa tính khoảng cách quy tụ tại cá thể i

Tính chất

Cho 2 giải pháp x và y, giải pháp x tốt hơn giải pháp y nếu:

1. xR < yR

2. hoặc: {𝑥𝑅 = 𝑦𝑅

𝑥𝑑 > 𝑦𝑑

83

Ưu điểm của NSGA II

- Độ phức tạp O(MN2)

- Tính ưu việt: Bảo tồn tính ưu việt cho các giải pháp để đảm bảo sự hội tụ.

- Sự đa dạng: Duy trì sự đa dạng của các giải pháp

- Sự lan tỏa phủ rộng trong không gian tìm kiếm

Số lượng nghiệm đạt được cuối cùng sẽ không thay đổi nhiều khi ta thay đổi các

thiết lập thông số đầu vào của thuật toán như: Số lượng cá thể trong quần thể (N),

số lượng thế hệ cần đạt được.

Kết quả giả lập giải các bài toán khó, cho thấy NSGA-II luôn tìm được các giải

pháp phủ rộng hơn và hội tụ gần với biên “Pareto tối ưu thực” hơn so với các thuật

toán tân tiến khác.Trong thuật toán NSGA II, tính ổn định của kết quả và độ mịn

của biên Pareto xấp xỉ phụ thuộc vào điều kiện dừng – tức là số lượng thế hệ tối đa

cần đạt đến.

Nhược điểm của NSGA II

Khoảng cách quy tụ của các cá thể quanh cá thể x chỉ có hiệu lực trong không gian

hàm mục tiêu.

Khi số lượng cá thể trong quần thể lớn, số lượng thế hệ cần đạt được lớn thì thời

gian thực hiện thuật toán sẽ chậm.

Ứng dụng thuật toán NSGA II trong thực tế

Với các ưu điểm vượt trội so với các thuật toán khác, trong thực tế, trên thế giới đã

áp dụng thuật toán NSGA II khá nhiều trong lĩnh vực tài nguyên nước. Một số

nghiên cứu điển hình như: Năm 2006, hai nhà khoa học Taesoon Kim và Jun-Haeng

Heo [57] đã sử dụng thuật toán NSGA II trong nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống

nhiều hồ chứa thuộc lưu vực sông Han, Hàn Quốc. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các

kết qủa tính toán tối ưu áp dụng từ thuật toán NSGA II có thể được sử dụng xây

dựng kế hoach vận hành các hồ chứa và có thể hỗ trợ cung cấp được nhiều nước

hơn cho hạ lưu so với trước đây. Năm 2006, Md. Atiquzzaman, Shie-Yui

http://ascelibrary.org/author/Atiquzzaman%2C+Md

http://ascelibrary.org/author/Liong%2C+Shie-Yui

84

Liong, M.ASCE, và Xinying Yu [43] sử dụng NSGA II nghiên cứu ra quyết định

thay thế trong mạng phân phối tài nguyên nước. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng

thuật toán NSGA II kết hợp với phần mềm mô phỏng mạng lưới phân phối nước

(EPLANET) kết quả cho ra một mặt Pareto tối ưu chi phí và sự thiếu hụt lượng

nước. Năm 2016, Feifei Zheng; Aaron C. Zecchin; Holger R. Maier; and Angus R.

Simpson [35] đã nghiên cứu so sánh về chất lượng tìm kiếm và quá trình hội tụ của

3 thuật toán NSGA II, thuật toán SAMOD và Borg áp dụng cho 6 hệ thống phân

phối nước. Nghiên cứu đã chỉ ra NSGA II có khả năng hội tụ cao và cho kết quả tốt.

Mặc dù trên thế giới đã ứng dụng NSGA II vào kỹ thuật tài nguyên nước khá lâu,

tuy nhiên, ở Việt Nam, NSGA II mới chỉ được tiếp cận trong các lĩnh vực toán học,

kinh tế và một số ngành dịch vụ khác. Một số nghiên cứu như: hai tác giả Hoàng

Ngọc Thanhvà Dương Tuấn Anh [5] đã nghiên cứu ứng dụng thuật toán tiến hóa đa

mục tiêu trong thiết kế tối ưu kiến trúc mạng viễn thông với hai mục tiêu là yếu tố

chi phí và độ tin cậy.Trong nghiên cứu này, hai tác giả đã sử dụng NSGA, NSGA II

và SPEA để so sánh và đánh giá kết quả.Kết quả đạt được đã chứng minh tính hiệu

quả và đúng đắn của phương pháp tối ưu.

Nguyễn Hưu Hiếu và Hoàng Dũng [11] đã ứng dụng thuật toán NSGA II để giải bài

toán cực tiểu tổn thất công suất trên lưới điện phân phối. Các tác giả sử dụng thuật

toán đề xuất và chương trình đã xây dựng đểtối ưu hóa hệ thống điện phân phối mẫu

IEEE16 nút với hai mục tiêu cực tiểu tổn thất công suất và cực tiểuthiết bị sử dụng.

Như vậy, với những ưu điểm của NSGA-II, trong nghiên cứu của mình, tác giả sử

dụng cách tiếp cận tối ưu ngẫu nhiên hiện thiết lập khung tối ưu hóa ứng dụng thuật

toán di truyền NSGA-II (Deb 2000) với ngôn ngữ lập trình MATLAB. Mục tiêu

xây dựng được hàm chính sách vận hành thời gian thực đánh giá được trao đổi

“trade off” giữa các mục tiêu mâu thuẫn nhau. Ngoài ra, dự báo mưa mùa vẫn là

một vấn đề hết sức khó khăn, tuy nhiên chỉ số ENSO sẽ là một tiêu chí tốt về thông

tin về mưa mùa.Vì vậy, trong nghiên cứu này,chỉ số ENSO sẽ được thí điểm lồng

ghép vào hàm vận hành để tăng hiệu quả tối ưu của bài toán.


http://ascelibrary.org/author/Yu%2C+Xinying

http://ascelibrary.org/author/Zheng%2C+Feifei

http://ascelibrary.org/author/Zecchin%2C+Aaron+C

http://ascelibrary.org/author/Maier%2C+Holger+R

http://ascelibrary.org/author/Simpson%2C+Angus+R


85

Để tính toán được lượng nước tích trữ, tác giả xây dựng hàm quyết định lượng

nước lấy vào hệ thống:

[𝒖𝑰𝒕] = f(𝒔𝒕, 𝑺𝒀𝑺, ENSO index, WLNĐt, t);

Trong đó, 𝑢𝐼𝑡 được tính như sau:

𝒖𝑰𝒕 = 𝒖𝑰𝒕min + (𝒖𝑰𝒕max - 𝒖𝑰𝒕min) x1 ;

Hàm tang hyperbolic: Tanh (x) = 𝒆𝒙−𝒆−𝒙

𝒆𝒙+𝒆−𝒙= x1

x = st.w11 + (ENSO index).w12 + WLNĐt.w13 + t.w14 +d1

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

Trong đó, mô hình dạng trí tuệ nhân tạo được Luận án sử dụng có dạng:

bias

d

x1 w11

Activation function output

Inputs x2 w12 y

xn wij

Weights

Hình ảnh một tế bào nơ-ron nhân tạo

𝑢𝐼𝑡: Giá trị biến quyết định lấy vào hệ thống trong bước thời gian t;

x: Biến trung gian

Wij: trọng số của lớp đầu vào; 0< wij<1

Y: Đầu vào của hàm kích hoạt mạng

d: Độ lệch của đầu vào lớp ẩn

∑ f

86

t: thời điểm tính toán

WLNĐt: Mực nước Nam Đàn tại thời điểm t;

𝑠𝑡 : Dung tích trên kênh tại thời điểm t;

SYS: các đặc điểm vật lý của hệ thống (năng lực bơm, năng lực kênh mương);

ENSO index: Số liệu về chỉ số ENSO được cung cấp bởi tổ chức IRI.

Quá trình tìm lời giải tối ưu là đi tìm bộ tham số Wij và di.

Như vậy, khung tối ưu hóa sẽ đảm trách về chiến lược tìm kiếm hàm vận hành mà

dựa trên bài toán tối ưu được thiết lập như sau:

2.3.4.1 Xây dựng hàm mục tiêu cụ thể áp dụng cho khu vực nghiên cứu

Hàm mục tiêu 1: Lượng nước thiếu hụt cho cây trồng trong khu vực nghiên cứu

phải là nhỏ nhất

Min∑ (𝑾𝒕𝒉𝒊ế𝒖𝒊)𝑵

𝒊=𝟏

if Wd > Ir then 𝑾𝒕𝒉𝒊ế𝒖𝒊 = Wdi – Iri, else 𝑾𝒕𝒉𝒊ế𝒖𝒊

= 0

Trong đó:

𝑊𝑡ℎ𝑖ế𝑢𝑖 : Lượng nước thiếu hụt

Wdi: Nhu cầu nước của cây trồng

Iri: Lượng nước tưới

Hàm mục tiêu 2: Lượng nước tiêu phải là nhỏ nhất

Min ∑ Wtiêu

𝐖𝐭𝐢ê𝐮𝐭= f(𝒔𝒕 , R, TNT, SYS) +𝒖𝑰𝒕−𝟏 if 𝒖𝑰𝒕< 0

Else 𝐖𝐭𝐢ê𝐮𝐭 = f(𝒔𝒕 , R, TNT, SYS)

TNT: Ngưỡng tiêu

(2.9)

(2.10)

(2.11)

87

2.3.4.2 Ràng buộc

Ràng buộc:

𝑰𝒕 + 𝑹𝒕 + 𝑺𝒕 = IR + 𝑾𝒕𝒕+Wtiêu+ 𝑬𝒕 + 𝑺𝒕+𝟏 (2.12)

𝑰𝒕 : Lượng nước đến hệ thống, phụ thuộc vào uI (giá trị quyết định lấy vào) và

Ivùng_tiêu

It = uI+ Ivùng_tiêu ;

Ivùng_tiêuđược tính từ mưa vượt nhu cầu bằng mô hình Mike Nam tích hợp sẵn trong

Mike 11 (trong chương 3 tính toán ma trận tiêu) sẽ tính tại từng bước. Và uI là

lượng nước lấy vào chủ động, được tính ra từ hàm vận hành ở trên và giao động

trong khoảng khả thi :

𝑢𝐼𝑚𝑖𝑛 ≤uI ≤ 𝑢𝐼𝑚𝑎𝑥 ;

𝑢𝐼𝑚𝑖𝑛phụ thuộc vào mực nước trong kênh và năng lực bơm ra của hệ thống

𝑢𝐼𝑚𝑎𝑥phụ thuộc vào mực nước cống Nam Đàn và năng lực lấy vào của hệ

thống

𝑠𝑡 : Dung tích trên kênh tại thời điểm tính toán t;

𝑠𝑡+1 : Dung tích trên kênh tại thời điểm t + 1;

𝑅𝑡 : Lượng mưa tại thời điểm tính toán;

IR = uIR x S; (2.13)

S: Diện tích cây trồng;

𝐸𝑡 : Lượng bốc hơi tại thời điểm tính toán;

𝑊𝑡𝑡 : Lượng nước tổn thất tại thời điểm tính toán;

𝑊𝑡𝑡 = 𝑠𝑡 x 𝐾𝑡ℎ; (2.14)

𝐾𝑡ℎ: Hệ số thấm;

𝑊𝑡𝑖ê𝑢 : Lượng nước tiêu;

88

𝑊𝑡𝑖ê𝑢= f(𝑠𝑡 , R) (2.15)

Các ràng buộc khác như năng lực bơm và các đặc điểm vật lý khác của hệ thống đã

được xử lý trong hàm ra quyết định.

2.3.4.3 Khung xây dựng giải pháp tối ưu và thuật toán di truyền NSGA II

a. Sơ đồ:

Sơ đồ hình 2.16 thể hiện khung xây dựng giải pháp tối ưu

Hình 2.16. Sơ đồ khung xây dựng giải pháp tối ưu

Chuỗi số liệu: T0, Mưa,

bốc hơi, ENSO index, …

- Mô hình tưới

- Mô hình tiêu

- Mô hình cân bằng nước

- Hàm mục tiêu 1

- Hàm mục tiêu 2

NSGA II

U = f (x)

Điều kiện dừng thỏa Pareto

Tham số hóa

89

b. Thuật toán tối ưu NSGA II (Nondominated Sorting Genetic Algorithm II)

NSGA [26] là viết tắt của thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội.

Các ký hiệu và thuật toán trong thuật toán NSGA II được cải tiến từ thuật toán

NSGA.

Mục tiêu của bài toán là đi tìm hàm vận hành để tối thiểu hóa giờ bơm tiêu và tối đa

lượng nước cấp cho cây trồng (tối thiểu hóa lượng nước thiếu hụt). Hàm vận hành ở

đây đã được định trước về dạng (𝒖𝑰𝒕) bài toán ở đây là đi tìm bộ tham số hàm vận

hành để nhằm tối đa hóa các hàm mục tiêu nêu trên.

Mỗi 1 bộ tham số của hàm vận hành được coi là một cá thể nằm trong giải thuật tối

ưu NSGA II, các cá thể này tập hợp thành một quần thể, các quần thể này sinh ra

các quần thể tiếp theo theo các quy luật tiến hóa của chọn lọc tái tạo “lai ghép và

đột biến”, quần thể trước sinh quần thể sau.

Quần thể trước được gọi là quần thể “cha mẹ”, quần thể sau được gọi là quần thể

“con”. Mỗi lần quần thể trước sinh quần thể sau thì được gọi là một “thế hệ”. Sau

quá trình lai ghép, tái tạo sẽ sinh ra quần thể con ưu tú hơn quần thể cha mẹ. Quá

trình cứ lập đi lập lại (thế hệ này qua thế hệ khác) để tìm ra quần thể ưu việt nhất,

quá trình tính toán sẽ kết thúc ở đây. Cụ thể quá trình tối ưu hóa của thuật toán di

truyền sắp xếp các nghiệm không trội NSGA II như sau:

Các biến:

Pt: Quần thể cha;

Q: Quần thể con được tạo thành từ các cá thể trong Pt;

Fj: Biến chứa nghiệm không trội, với j=1, …, R;

N: Số lượng cá thể trong quần thể Pt;

90

Thuật toán:

Bước 1: Tạo ngẫu nhiên quần thể cha P0 với │ P0 │= N; Gán t = 0;

Bước 2: Áp dụng toán tử chéo hóa và đột biến đối với các cá thể trong quần thể P0

để tạo quần thể con Q0 với │ Q0 │= N;

Bước 3: Nếu điều kiện dừng thỏa mãn thì dừng và xuất các cá thể trong quần thể Pt.

Bước 4: Đặt Rt= Pt ∪Qt

Bước 5: Dùng thuật toán sắp xếp các nghiệm không trội – NSGA để nhận diện các

biến chứa các nghiệm không trội F1, F2, …, Fk trong Rt

Bước 6: Với mỗi i = 1, …, k ta thực hiện các bước sau:

- Tính khoảng cách quy tụ của các nghiệm trong Fi

- Tạo quần thể Pt+1 như sau :

Nếu │ Pt+1 + Fi│≤ N thì thiết lập Pt+1 = Pt ∪Fi

Nếu │ Pt+1 + Fi│> N thì bổ sung N - Pt+1 nghiệm mà có các cá thể khác

quy tụ là ít nhất từ quần thể Fi vào Pt+1

Bước 7: Sử dụng toán tử lựa chọn vòng nhị phân dựa trên khoảng cách quy tụ trên

nghiệm x để lựa chọn các cá thể cha từ quần thể Pt+1. Áp dụng toán tử chéo hóa và

đột biến đối với quần thể Pt+1 để tạo quần thể con Qt+1 với │ Qt+1│= N.

Bước 8: Gán t. Quay lại bước 3.

Cụ thể sơ đồ thiện hiện thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội NSGA II

được trình bày tại hình 2.17

91

No

Yes

Hình 2.17. Sơ đồ thể hiện thuật toán NSGA II

Khởi tạo quần thể ban đầu

có N cá thể

Đánh giá các hàm mục tiêu

Thứ hạng quần thể

Lựa chọn

Chéo hóa

Đột biến

Đánh giá các hàm mục tiêu

Hợp quần thể cha, con.

Xếp hạng quần thể mới tạo

thành này

Chọn N cá thể

Xuất ra quần thể cuối cùng

và dừng

Quá trìn

h tạo

qu

ần th

ể

con

Cá th

ể ưu v

iệt

Điều kiện

dừng thỏa

92

2.3.4.5 Số liệu đầu vào

a. Các đặc điểm vật lý của hệ thống

- Số liệu mực nước thượng lưu cống Nam Đàn.

- Các thông số kỹ thuật của trạm bơm 12/9 và trạm bơm Hưng Châu.

- Các thông số kỹ thuật của các kênh chính trong khu vực nghiên cứu: chiều dài,

rộng, hệ số mái, …

b. Số liệu khí tượng

Số liệu mưa, nhiệt độ, độ ẩm, gió, bốc hơi, số giờ nắng được lấy với chuỗi số liệu

50 năm: Từ năm 1960 đến năm 2010. Các số liệu này được thu thập từ Trạm khí

tượng Vinh, Nghệ An, vị trí địa lý: 105040’ Kinh độ Đông, 18040’ Vĩ độ Bắc, ở độ

cao 6m.

c. Chỉ số ENSO

El Nino là khái niệm dùng để chỉ hiện tượng nóng lên không bình thường của lớp

nước mặt thuộc vùng biển phía Đông Xích đạo Thái Bình Dương kéo dài từ 3 mùa

trở lên.El Nino còn được gọi là “pha nóng”.

La Nina ngược với El Nino, là khái niệm dùng để chỉ hiện tượng lạnh đi không bình

thường của lớp nước mặt thuộc vùng biển phía Đông Xích đạo Thái Bình Dương

kéo dài từ 3 mùa trở lên. La Nina còn được gọi là “pha lạnh”.

Khi nhiệt độ mặt nước biển ở trạng thái nằm giữa “pha nóng” và “pha lạnh” được

gọi là trạng thái trung gian

SO là khái niệm dùng để chỉ hiện tượng dao động của chênh lệch khí áp giữa Tây

và trung tâm xích đạo Thái Bình Dương.

Do 2 hiện tượng El Nino/La Nina (đại dương) và SO (khí quyển) xảy ra trên xích

đạo Thái Bình Dương có quan hệ mật thiết với nhau nên chúng được liên kết lại

thành một hiện tượng kép, gọi tắt là ENSO.

93

Chỉ số ENSO trong nghiên cứu được tham khảo từ Website của Viện Nghiên cứu

Quốc tế về khí hậu và xã hội (International Rresearch Institute for Climate and

Society) thuộc đại học Colombia (Địa chỉ website: http://iri.columbia.edu/our-

expertise/climate/forecasts/enso/) Tại đây, họ đưa ra một mô hình dự báo ENSO tập

hợp từ rất nhiều dự báo của các tổ chức khác nhau như: NASA, Viên khí tượng của

Pháp (MeteoFrance), …

Bộ chỉ số được sử dụng để tính toán dự báo ENSO cho mô hình là bộ chỉ số NINO

3.4 SST.

2.3.4.6 Ngôn ngữ lập trình

Matlab viết tắt từ "MATrix LABoratory", được Cleve Moler phát minh vào

cuối thập niên 1970, và sau đó là chủ nhiệm khoa máy tính tại Đại học New

Mexico. Matlab là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công

ty MathWorks thiết kế. MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm

số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên

kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác.Với

thư viện Toolbox, MATLAB cho phép mô phỏng tính toán, thực nghiệm nhiều mô

hình trong thực tế và kỹ thuật.

Các thành phần của Matlab:

- Ngôn ngữ: Là ngôn ngữ ma trận/mảng cấp cao với các câu lệnh, hàm, cấu

trúc dữ liệu, vào/ra, các tính năng lập trình hướng đối tượng. Nó cho phép

lập trình các ứng dụng từ nhỏ đến các ứng dụng lớn và phức tạp.

- Môi trường làm việc: Bao gồm các phương tiện cho việc quản lý các biến

trong không gian làm việc workspace cũng như xuất nhập khẩu dữ liệu.

Nó cũng bao gồm các phương tiện cho việc quản lý, gỡ rối và định hình

M-file, ứng dụng của Matlab.

- Xử lý đồ họa: Bao gồm các lệnh cao cấp cho trực quan hóa dữ liệu hai

chiều và ba chiều, xử lý ảnh, ảnh động, …

http://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/


https://vi.wikipedia.org/wiki/Cleve_Moler

https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%ADp_ni%C3%AAn_1970

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90%E1%BA%A1i_h%E1%BB%8Dc_New_Mexico&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90%E1%BA%A1i_h%E1%BB%8Dc_New_Mexico&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=T%C3%ADnh_to%C3%A1n_s%E1%BB%91&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BA%ADp_tr%C3%ACnh_m%C3%A1y_t%C3%ADnh

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=MathWorks&action=edit&redlink=1

https://vi.wikipedia.org/wiki/Ma_tr%E1%BA%ADn

https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%93_th%E1%BB%8B

https://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0m_s%E1%BB%91

https://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0m_s%E1%BB%91

https://vi.wikipedia.org/wiki/Thu%E1%BA%ADt_to%C3%A1n

https://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%E1%BA%A7n_m%E1%BB%81m

https://vi.wikipedia.org/wiki/Ng%C3%B4n_ng%E1%BB%AF_l%E1%BA%ADp_tr%C3%ACnh

94


Các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng trong luận án là các phương pháp có

cơ sở khoa học chặt chẽ. Để giải quyết theo các phương pháp này, tác giả đã sử

dụng một loạt các công cụ tiên tiến như Cropwat, Mike 11, Mike Basin và đặc biệt

là kỹ thuật tối ưu đa mục tiêu NSGA II. Kết quả của một hàm tối ưu đa mục tiêu sẽ

cho ta một mặt Pareto là tập hợp của các nghiệm tối ưu không trội, mỗi nghiệm là

một giải pháp vận hành tối ưu cho hệ thống.

Chương 2 đã mô tả chi tiết các kỹ thuật được áp dụng trong nghiên cứu, đưa ra

được khung giải pháp tối ưu và trình tự thực hiện cũng như giải thích rõ ràng thuật

toán sẽ được sử dụng.

Việc ứng dụng kỹ thuật tối ưu trong xây dựng giải pháp vận hành cho một hệ thống

tưới là mới và thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm không trội NSGA II là

chưa được sử dụng để tính toán cho bất kỳ hệ thống thủy lợi nào ở Việt Nam.

95

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Giải pháp thu trữ nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp trong mùa kiệt

3.1.1 Kết quả tính toán nhu cầu nước

3.1.1.1Nhu cầu nước cho trồng trọt

a. Cơ sở tính toán

- Căn cứ theo tiêu chuẩn ngành: Theo quy định trong Quy phạm kỹ thuật về lập Quy

hoạch thuỷ lợi, ký hiệu 14 TCN-87-95 và các quy phạm hiện hành về lập, trình

duyệt thiết kế quy hoạch, dự án tiền khả thi, dự án khả thi và thiết kế kỹ thuật bản

vẽ thi công tần suất tính toán.

- Căn cứ các yếu tố:

+ Thuỷ văn: Lượng nước đến tại tuyến công trình, mưa dùng trong tính toán

tưới, các chỉ tiêu khí tượng liên quan tính với tần suất 75%, 85%.

+ Dòng chảy môi trường tính với P = 90% tháng mùa kiệt.

+ Thuỷ nông: Tính hệ số tưới mặt ruộng cho các loại cây trồng với tần suất

75%, 85%.

+ Tần suất thiết kế công trình, tính toán lũ công trình theo cấp công trình trên

cơ sở quy phạm xây dựng các công trình thuỷ lợi hiện hành.

b.Tiêu chuẩn tính toán

Tài liệu về nông nghiệp

+ Vùng nghiên cứu mang đặc điểm khí hậu vùng Bắc Trung Bộ trong một

năm gieo trồng 2 vụ chính trong năm là Đông Xuân và Hè Thu, tuy nhiên những

vùng cao không bị lũ uy hiếp thường sản xuất vụ mùa. Tập đoàn cây trồng chính

trong các vụ là cây lương thực như lúa (Giống lúa VN10, XI23, XI21, IR38) ngô,

khoai, sắn, rau , đậu…

Chế độ canh tác: Vụ Đông Xuân: Làm ải.

96

Vụ Mùa: Làm dầm.

+ Thời vụ gieo trồng: Theo tài liệu thu thập của tỉnh, địa phương kết hợp với

tài liệu khí tượng thuỷ văn ở các vùng có tính tới việc tránh lũ chính vụ chúng tôi

đưa ra thời vụ gieo trồng cụ thể như bảng 3.1:

Bảng 3.1. Thời vụ cây trồng vùng sông Cả

TT Loại cây trồng Thời vụ

Từ ngày Đến ngày

I Vụ Đông Xuân

1 Mạ Đông Xuân 1/12 30/12

2 Lúa Đông Xuân 1/1 5/5

3 Ngô đông xuân 10/1 20/4

4 Lạc Đông Xuân 5/1 21/4

II Vụ hè thu

1 Mạ Hè Thu 15/4 9/5

2 Lúa Hè Thu 10/5 5/9

3 Ngô Hè Thu 10/6 25/9

4 Lạc Hè Thu 15/6 22/9

III Vụ Mùa

1 Mạ Mùa 10/6 20/6

2 Lúa Mùa 1/7 5/11

IV Mía 5/1 20/11

V Vụ Đông 1/10 31/12

V Vụ Đông 1/10 31/12

97

+ Hệ số sinh lý của cây trồng theo các giai đoạn phát triển (bảng 3.2)

Bảng 3.2. Hệ số sinh lý cây trồng theo các giai đoạn phát triển

Hạng mục Đầu Phát triển Giữa Sau

Lúa 1,11,5 1,11,5 1,11,3 0,951,5

Ngô 0,30,5 0,70,9 1,051,2 1,01,15

Mía 0,4 0,5 0,71,0 1,01,3 0,750,80

Các chỉ tiêu của đất dùng trong tính toán

- Lượng nước làm đất:

Vụ Đông Xuân: 100 mm.

Vụ Hè Thu: 180 mm.

Vụ Mùa: 180 mm.

- Cường độ ngấm ổn định tại ruộng: 2,5mm/ngày đêm

Tài liệu khí tượng: Luận án sử dụng tài liệu khí tượng tại trạm Vinh, như

bảng 3.3.

Bảng 3.3. Đặc trưng khí hậu tram Vinh

Yếu tố ĐV I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Vinh (cao độ trạm 6m, ở toạ độ 18040’ Vĩ độ Bắc và 105040’ Kinh độ Đông)

Độ ẩm % 88,1 90,0 90,2 87,3 81,2 73,9 73,7 80,0 85,3 86,2 85,2 85,8

Tốc độ gió m/s 0,6 0,6 0,6 0,7 0,9 0,8 0,9 0,7 0,6 0,7 0,7 0,6

Số giờ nắng Giờ 74,3 54,5 70,3 128,3 206,7 195,2 212,5 177,8 147,6 122,8 105,4 69,4

Nguồn: Trung Tâm số liệu-Cục quản lý mạng lưới KTTV-Bộ TN&MT; Viện QHTL

98

+ Tài liệu mưa (xem phụ lục 1)

+ Mức tưới cho cây trồng (xem phụ lục 2)

c. Kết quả tính toán nhu cầu nước cho cây trồng

Trên cơ sở các tài liệu về khí tương và cơ cấu cây trồng, sử dụng chương trình

CROPWAT.7, tính toán nhu cầu nước cho các loại cây trồng ứng với tần suất 75%

và 85% được kết quả như bảng 3.4.

Bảng 3.4. Nhu cầu nước cho trồng trọt vùng nghiên cứu

Đơn vị: 106m3

Vùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Tần suất 75%

Vùng VII 23.18 18.34 28.16 45.99 34.12 37.08 41.59 12.26 3.14 0.00 0.49 29.72 274.07

Tần suất 85%

Vùng VII 22.94 20.52 30.25 45.24 34.85 41.22 44.70 10.76 5.20 0.01 0.65 31.04 287.37

3.1.1.2 Nhu cầu nước cho chăn nuôi

a. Tiêu chuẩn cấp nước chăn nuôi

Tiêu chuẩn dùng nước của mỗi loại gia súc gia cầm được lấy theo tiêu chuẩn Quốc

gia TCVN 4454-1987. Chỉ tiêu cấp nước cho các vật nuôi chủ yếu trong khu vực

nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.5.

99

Bảng 3.5. Chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi

TT Vật nuôi l/con/ngày TT Vật nuôi l/con/ngày

1 Trâu, bò sữa 80 – 100 9 Lợn sữa, lợn nái đã

lớn

25

2 Trâu bò thịt 60 – 70 10 Lợn nái đang nuôi

con

5

3 Trâu bò cày kéo 70 – 80 11 Lợn thịt đang vỗ béo 15

4 Bê, nghé con đến 6 tháng

tuổi

20 – 25 12 Lợn con đã cách ly

mẹ

5

5 Ngựa lớn 50 – 70 13 Gà 1

6 Ngựa dưới 1,5 tuổi 30 – 40 14 Vịt, ngan, ngỗng 2

7 Dê lớn 10 15 Thỏ 2

8 Dê con 6

b. Nhu cầu nước cho chăn nuôi

Căn cứ vào chỉ tiêu cấp nước cho chăn nuôi và số lượng đàn gia súc, tính toán được

nhu cầu cấp nước cho chăn nuôi theo các tháng vùng nghiên cứu như bảng 3.6.

Bảng 3.6. Nhu cầu nước cho chăn nuôi

Đơn vị: 106m3

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Nhu cầu 0.40 0.36 0.40 0.39 0.40 0.39 0.40 0.40 0.39 0.40 0.39 0.40 4.71

100

3.1.1.3 Nhu cầu nước cho thủy sản

a. Tiêu chuẩn tính toán

Nhu cầu nước cho nuôi trồng thuỷ sản chủ yếu là cho vùng nước lợ (cung cấp nước

ngọt để pha loãng tạo môi trường). Thời vụ nuôi trồng thủy sản: hai vụtừ tháng 3

đến tháng 7 và thời gian nuôi từ 105-110 ngày. Nhu cầu nước ngọt cho thủy sản

khoảng 10.000 m3/ha-vụ.Định mức cấp nước cho thủy sản như bảng 3.7.

Bảng 3.7. Mức cấp nước cho nuôi trồng thủy sản lưu vực sông Cả

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Mức cấp

(m3/ha) 1500 1500 1500 1500 1000 1500 1500 1500 1000 0 0 0 12500

b. Kết quả tính toán nhu cầu nước cho thủy sản

Căn cứ diện tích nuôi trồng thủy sản vùng nghiên cứu là 4.282 ha, trong đó: Thủy

sản nước ngọt là 3.942 ha và nước lợ là 340 ha và tiêu chuẩn cấp nước, kết quả tính

toán nhu cầu cấp nước cho thủy sản như bảng 3.8.

Bảng 3.8. Nhu cầu nước cho nuôi trồng thủy sản

Đơn vị: 106m3

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Nhu

cầu 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 4.250

Từ kết quả tính toán nhu cầu nước, tổng hợp nhu cầu nước cả năm cho toàn vùng

với tần suất 75% là: 525,46 triệu m3 và với tần suất 85% là 547,62m3.

3.1.1.4 Nhu cầu nước cho sinh hoạt

a. Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt

Theo quyết định số 1590/QĐ-TTg ngày 09 tháng 10 năm 2009 của Thủ tướng chính

phủ phê duyệt Chiến lược phát triển thủy lợi Việt Nam. Chỉ tiêu cấp nước sinh hoạt

như bảng 3.9.

101

Bảng 3.9. Chỉ tiêu cấp nước cho sinh hoạt

Năm

Chỉ tiêu Đơn vị Năm 2010 Năm 2020

Cấp nước đô thị loại IV trở lên l/người/ngày 80 120

Cấp nước đô thị loại V l/người/ngày 60 80

Cấp nước nông thôn l/người/ngày 60 80

b. kết quả tính nhu cầu nước cho sinh hoạt

Căn cứ vào chỉ tiêu cấp nước cho sinh hoạt, tính toán được nhu cầu sử dụng nước

trong khu vực nghiên cứu như bảng 3.10.

Bảng 3.10. Nhu cầu nước cho sinh hoạt

Đơn vị: 106m3

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Nhu cầu 3.20 2.89 3.20 3.10 3.20 3.10 3.20 3.20 3.10 3.20 3.10 3.20 37.67

Như vậy, tổng nhu cầu nước cho sinh hoạt toàn vùng là vào khoảng 37,67 triệu m3

3.1.2 Kết quả tính toán lượng nước thiếu hụt/cân bằng nước

Để tính toán cân bằng nước, xác định lượng nước thiếu hụt làm cơ sở cho việc đề

xuất giải pháp thu trữ nước, luận án sử dụng mô hình MIKE BASIN được giới thiệu

trong chương 2 để tính toán. Do yêu cầu về các số liệu đầu vào của mô hình như

thủy văn, hệ thống hồ chứa, các khu sử dụng nước cần đồng bộ nên mô hình được

tính toán cho toàn lưu vực sau đó kết quả được chiết tính cho khu vực nghiên cứu.

3.1.2.1 Sơ đồ tính toán

Sơ đồ tính toán như hình 3.1a, 3.1b và 3.2

102

Hình 3.1a. Sơ đồ tính toán cân bằng nước lưu vực sông Cả

103

Hình 3.1b. Sơ đồ tính toán cân bằng nước lưu vực sông Cả (tiếp)

104

Hình 3.2. Sơ đồ tính toán mô hình Mike Basin lưu vực sông Cả

105

a. Dữ liệu đầu vào

Dữ liệu đầu vào phục vụ tính toán bao gồm các số liệu: Số liệu thủy văn, nhu cầu

sử dụng nước, số liệu về hồ chứa.

- Số liệu mưa, nhiệt độ, độ ẩm, gió, bốc hơi, số giờ nắng được lấy với chuỗi số liệu

50 năm: Từ năm 1960 đến năm 2010. Các số liệu này được thu thập từ Trạm khí

tượng Vinh, Nghệ An, vị trí địa lý: 105040’ Kinh độ Đông, 18040’ Vĩ độ Bắc, ở độ

cao 6m. (Phụ lục 1)

- Số liệu về nhu cầu nước cho các vùng nghiên cứu ứng với các tần suất 75% và

85% (Phụ lục 4)

- Số liệu về hồ chứa bảo gồm 6 hồ lớn trên thượng nguồn là hồ Bản Vẽ, Khe Bố,

Nhạn Hạc, Bản Cộc, Bản Mồng, Ngàn Trươi, gồm các thông số cơ bản về: Dung

tích làm việc, dung tích chết, dung tích tổng cộng; Quan hệ dung tích - mực nước hồ

W - Z; Khả năng xả của đập tràn; Lưu lượng thiết kế xả xuống hạ du và quan hệ

Q~h; Biểu đồ điều phối. (Phụ lục 6)

b. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

Tác giả đã tiến hành kiểm định mô hình MIKEBASIN với năm 2010. Kết quả kiểm

định mô hình thể hiện qua đường quá trình lưu lượng tính toán và lưu lượng thực đo

tại một số nút kiểm tra có trạm đo đạc sau đây:

+ Trạm Cửa Rào, Dừa và Yên Thượng trên sông Cả.

+ Trạm Quỳ Châu trên sông Hiếu.

+ Trạm Hoà Duyệt trên sông Ngàn Sâu.

+ Trạm Sơn Diệm trên sông Ngàn Phố.

Qua kết quả tính toán ta thấy quá trình kiểm định mô hình tương đối tốt. Hệ số kiểm

định mô hình RRStat là 7.5. Liệt dòng chảy mô phỏng và liệt dòng chảy thực đo tại

các nút kiểm tra tương đối trùng khớp nhất là ở các khu vực miền núi và các tháng

mùa kiệt, sự sai lệch nằm trong giới hạn cho phép.

106

Kết quả kiểm định cho các trạm xem phụ lục 5

3.1.2.2 Kết quả tính toán lượng nước thiếu hụt

Tính toán cân bằng nước trên cơ sở:

- Nhu cầu nước hiện trạng tần suất P=75% và P=85%.

- Dòng chảy môi trường đã được tính toán trong nhu cầu nước.

- Công trình tưới hiện trạng và dự kiến.

- Liệt số liệu tính toán: 1960 -2010.

Kết quả tính toán cân bằng nước cho thấy, lưu vực sông Cả thiếu nước nghiêm

trọng. Tổng lượng nước thiếu hụt năm 2010 với tần suất P=75% là 579x106m3,

P=85% là 785x106m3. Trong đó vùng thiếu nước tập trung phần lớn ở khu vực hạ

du nơi nguồn nước nội tại kém, nguồn cấp phụ thuộc rất nhiều vào lưu lượng từ

thượng nguồn.Kết quả tính toán cân bằng nước cho các tiểu vùng như phụ lục 8.

Riêng khu vực Nam Hưng Nghi, kết quả tính toán lượng nước thiếu hụt như sau,

dựa trên các cơ sở tính toán, tính toán được lượng nước thiếu hụt của khu vực

nghiên cứu, ứng với từng tần suất P = 75% và P = 85%. Chi tiết kết quả tính toán

như bảng 3.11 và 3.12:

Bảng 3.11. Tổng lượng nước thiếu hụt vùng Nam Hưng Nghi - P=75%

Vùng/Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Lượng nước

đến(m3/s) 24,24 24,19 24,26 24,06 25,09 25,77 24,89 27,05 27,44 25,58 24,47 24,20

Lượng nước

cần (m3/s) 17,14 13,93 20,34 31,75 24,17 26,02 28,98 10,12 4,20 2,24 2,50 21,34

Lượng nước

thiếu hụt

(m3/s) 0,00 0,00 0,00 -7,70 0,00 -0,25 -4,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tổng lượng

nước thiếu

hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -19,95 0,00 -0,65 -10,61 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -31,21

107

Bảng 3.12. Tổng lượng nước thiếu hụt vùng Nam Hưng Nghi- P=85%

Vùng/Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Lượng nước

đến(m3/s) 23,03 22,98 23,05 23,85 23,83 25,48 23,64 25,70 26,07 24,30 23,24 22,99

Lượng nước

cần (m3/s) 16,99 15,33 21,69 31,27 24,64 28,68 30,98 9,15 5,52 2,24 2,60 22,19

Lượng nước

thiếu hụt

(m3/s) 0,00 0,00 0,00 -7,41 -0,81 -3,20 -7,34 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tổng lượng

nước thiếu

hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -19,22 -2,10 -8,30 -19,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -48,63

Đối với vùng Kênh Lê Xuân Đào, với tần suất 75%, lượng nước thiếu hụt thường

xuất hiện từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau, tập trung vào các tháng 1, 2, 3, 4 và 7,

số năm thiếu nước chiếm từ 5 đến 18%, tháng thiếu hụt lớn nhất là tháng 7 thiếu hụt

0,83 triệu m3, tháng thiếu ít nhất là tháng 12 thiếu hụt 0,35 triệu m3, tổng hợp cả

năm toàn vùng thiếu 2,31 triệu m3.Với tần suất 85%, lượng nước thiếu hụt thường

xuất hiện từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau, tập trung vào các tháng 12, 1, 2, 3, 4 và

7, số năm thiếu nước chiếm từ 6 đến 20%. Tháng thiếu hụt lớn nhất là tháng 4 thiếu

hụt 1,51 triệu m3, tháng thiếu ít nhất là tháng 1 thiếu hụt 0,42 triệu m3, tổng hợp cả

năm toàn vùng thiếu 7,58 triệu m3. Chín xã thuộc vùng nghiên cứu thiếu hụt cả năm

là 1,65 triệu m3.

3.1.3 Đề xuất phương án trữ nước cho mùa kiệt

Các nguyên tắc để đề xuất phương án trữ nước là (i) Căn cứ nhu cầu lượng nước

cần trữ để bù đắp cho lượng nước thiếu hụt trong vùng nghiên cứu. (ii) Căn cứ điều

kiện thực tế của hệ thống, khả năng cải tạo, mở rộng các kênh chìm trữ nước. (iii)

Việc cải tạo nâng cấp các kênh không tăng thêm diện tích chiếm đất của hệ thống và

hạn chế tối đa các ảnh hưởng đến hiện trạng các công trình, môi trường tự nhiên và

sản xuất của địa phương.

Như vậy, với lượng nước thiếu hụt lớn nhất là 1,65 triệu m3 cần phải có một giải

pháp thích hợp để bổ sung. Hiện nay, có rất nhiều biện pháp thu trữ nước được áp

108

dụng trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Một số biện pháp như xây dựng các hồ

điều hòa trong khu vực, sử dụng các kênh sẵn có để trữ nước, … Qua nghiên cứu và

khảo sát, tác giả nhận thấy, hiện tại, địa phương cũng đã sử dụng các kênh chính

trong khu vực để trữ nước mùa mưa sử dụng cho các tháng thiếu nước với dung tích

trữ là 865.794 m3. Tuy nhiên, do nhiều đoạn bị bồi lấp nên khả năng trữ chỉ còn

khoảng hơn 400.000 m3. Các kênh trong hệ thống là liên kết chặt chẽ với nhau và là

các kênh chìm. Trước đây, khi thi công các kênh này, để tiết kiệm chi phí, phần đất

nạo vét được sử dung để đắp hai bên bờ. Hiện tại, hiện trạngcác kênh có một bờ là

đường giao thông nông thôn, một bờ tương đối rộng, đảm bảo việc mở rộng kênh

không làm mất đất của bà con. Vì vậy, giải pháp mở rộng các kênh chính để thu trữ

một lượng nước đủ để đáp ứng nhu cầu của khu vực trong các tháng thiếu nước là

rất phù hợp.

Cả hệ thống có 5 kênh chính và tác giả đề xuất mở rộng các kênh như sau:

- Hiện trạng các kênh trước khi mở rộng (bảng 3.13):

Bảng 3.13. Kích thước kênh hiện tại

Tên kênh Kích thước hiện trạng (m) H.S

Máim

Khả năng trữ

(m3) L B H

Kênh 12/9 (đoạn 1) 2.500 5,0 3,5 1,5 67.971

Kênh 12/9 (đoạn 2) 1.800 3,0 3,5 1,5 35.801

Lê Xuân Đào 3.500 4,0 3,5 1,0 72.560

Hạnh Phúc 1.800 4,0 3,5 1,0 37.315

Tiến thắng 18.300 20,0 2,0 1,0 652.145

Hưng Nghĩa 20,0 2,0 1,0

Tổng cộng 865.794

109

Hiện trạng nếu sử dụng các kênh trong khu vực để trữ nước mùa mưa phục vụ cho

tưới mùa khô là không đủ đáp ứng nhu cầu nước trong khu vực.Mặt cắt hiện trạng

và mặt cắt đề xuất của các kênh như sau:

Hình 3.3 Mặt cắt kênh 12/9 (đoạn 1) hiện trạng và mở rộng

Kích thước các kênh sau khi mở rộng sẽ đáp ứng được nhu cầu thiếu hụt nước trong

khu vực. Hình 3.3 là mặt cắt hiện trạng và mặt cắt mở rộng được đề xuất của kênh

12/9 (đoạn 1). Mặt cắt các kênh còn lại theo phụ lục 3. Cụ thể kích thước các kênh

được đề xuất mở rộng như bảng 3.14:

110

Bảng 3.14. Kích thước kênh đề xuất

Tên kênh Kích thước đề xuất (m) H.S

Máim

Khả năng trữ

(m3) L B H

Kênh 12/9 (đoạn 1) 2.500 8,0 4,0 1,5 124.294

Kênh 12/9 (đoạn 2) 1.800 5,0 4,0 1,5 79.558

Lê Xuân Đào 3.500 6,0 4,0 1,5 124.385

Hạnh Phúc 1.800 6,0 4,0 1,5 63.969

Tiến thắng 18.300 22,0 3,5 1,5 1.255.380

Hưng Nghĩa 22,0 3,5 1,5

Tổng cộng 1.647.586

Với việc đề xuất mở rộng các kênh chính trong hệ thống như bảng trên sẽ cung cấp

được 1.647.586 m3 nước, đảm bảo cấp bù đủ lượng nước thiếu hụt cho hệ thống

trong tháng thiếu nước lớn nhất.

3.2 Xây dựng hàm vận hành thời gian thực cho hệ thống 9 xã kênh Lê Xuân

Đào để trữ nước cho vùng nghiên cứu

Hệ thống kênh trong khu vực nghiên cứu là khép kín với 5 kênh chính liên kết chặt

chẽ với nhau. Kênh Lê Xuân Đào nằm ở cuối nguồn, trạm bơm Hưng Châu đặt ở

cuối kênh Lê Xuân Đào, có nhiệm vụ tiêu nước cho cả khu vực. Việc tính toán vận

hành cho hệ thống phải phụ thuộc vào lượng nước đến, mưa và năng lực của cả hệ

thống, đặc biệt là kênh Lê Xuân Đào nơi đặt trạm bơm Hưng Châu. Các bước tính

toán cụ thể như sau:

111

3.2.1 Mô hình tiêu

Mô hình tiêu được viết trong chương trình Matlab đã giới thiệu trong chương II.

Các số liệu được tính toán trong mô hình bao gồm: số liệu mưa trong 50 năm (1960

– 2010) của trạm Vinh; mặt cắt các kênh theo các kích thước được đề xuất mở rộng

(bảng 3.14); mực nước ban đầu của hệ thống.

Để xây dựng mô hình tiêu cho hệ thống, nếu sử dụng Mike 11 trực tiếp thì quá trình

tính toán sẽ mất rất nhiều thời gian. Vì thế, tác giả đề suất giải pháp xây dựng ma

trận bảng tra là kết quả được tính độc lập từ Mike 11. Cụ thể việc xây dựng bảng tra

thông qua 2 bước:

Bước 1: Thiết lập mô hình tiêu Mike 11 cho hệ thống:

Tác giả đã xây dựng hệ thống mạng sông, số hóa 5 kênh chính của hệ thống với

tổng chiều dài là 21,5 km, với 114 mặt cắt kênh và thiết lập các biên tính toán. Tài

liệu khí tượng được lấy theo ngày và được thu thập tại trạm Vinh. Tác giả cũng đã

thiết lập Trạm bơm 12/9 và Hưng Châu trong mô hình tính toán.

Sơ đồ mạng:

Khu vực nghiên cứu là một khu vực là một hệ thống hoàn chỉnh. Vì vậy, khi

tính toán thủy lực cho khu vực cần phải xem xét toàn bộ các kênh chính

trong khu vực. hệ thống các kênh chính bao gồm 5 kênh với tổng chiều dài là

21,5 km. Gồm các kênh: Kênh 12/9; Kênh Tiến Thắng; Kênh Hạnh Phúc;

Kênh Hưng Nghĩa; Kênh Lê Xuân Đào.

Cụ thể sơ đồ mạng hệ thống như hình 3.4

112

Hình 3.4. Sơ đồ mạng lưới hệ thống kênh chính

Nhiệm vụ tính toán:

Trạm

bơm

Hưng

Châu

Trạm

bơm

12/9

Kênh

12/9

Kênh

12/9

Kênh Hưng Tiến

Kênh Lê Xuân Đào

Kênh Hạnh Phúc

Kênh Tiến Thắng

113

Tính toán thuỷ lực để mô tả chế độ thuỷ lực trong mạng vùng 9 xã với trường hợp

hiện trạng, tương lai với các tần suất thiết kế 85%. Từ đó xác định được mực nước

và lưu lượng cho từng đoạn kênh để phục vụ cho nghiên cứu tác động của dòng

chảy kiệt đến khu vực nghiên cứu.

Các biên tính toán

- Biên trên của mô hình:Với sơ đồ mạng tính toán đã được xác định ở trên,

biên trên của mô hình thuỷ lực là biên lưu lượng tại trạm bơm 12/9.

- Biên dưới của mô hình:Biên dưới của mô hình thuỷ lực là quá trình mực

nước theo thời gian tạitrạm bơm Hưng Châu.

Tính toán kiểm định mô hình:

Để kiểm định mô hình thủy lực với bộ thông số đã có sau khi tính toán mô phỏng

trong mùa kiệt cho khu vực nghiên cứu, thời kỳ kiệt có số liệu thực đo từ 25-

30/07/2011 đã được chọn để tính toán kiểm định.

Kết quả mô phỏng kiệt từ7-20/04/1989 và kiểm định từ 25-30/07/2011 cho thấy:

- Kết quả tính toán mô phỏng chế độ thuỷ lực kiệt và kiểm định tại tất cả các

nút kiểm tra có số liệu quan trắc ở các vị trí cho kết quả mực nước và giá trị thực đo

chênh nhau không đáng kể; Đường quá trình diễn biến mực nước trong thời kỳ kiệt

năm 1989 và kiểm định 2011 giữa quá trình tính toán và quá trình thực đo tương đối

sát nhau.

- Kết quả tính toán mô phỏng và kiểm định khá phù hợp với thực tế khảo sát,

như vậy bộ thông số sử dụng trong mô hình thuỷ lực đã phản ánh khá chính xác chế

độ thủy lực trong mùa kiệt của khu vực nghiên cứu, đủ độ tin cậy để tiến hành các

tính toán thuỷ lực kiệt cho các trường hợp nghiên cứu trên hệ thống.

Bước 2: Ứng dụng mô hình Mike 11 xây dựng ma trận tiêu cho hệ thống

Để đơn giản tính toán, một đoạn Script được viết để tự động thiết lập ma trận đầu

vào, kết hợp với mô hình Mike 11 đã thiết lập ở trên. Đồng thời tính toán đồng bộ

cho ma trận đầu vào có dải mưa từ 0 đến 350 mm với bước tính toán là 10 mm và

114

mực nước ban đầu hệ thống dao động từ 0 đến 5m với bước tính toán là 10 cm. Cụ

thể như sau:

clear all; % /muc nuoc kenh tmpdir = 'D:\WORK\RESEARCH\ProposalForDocTor\Tool\MIKE_MrAn'; i = 1 ; for inWL = 0 : 0.1: 5 j = 1; for Mua = 650:-10:0 %1 dua mo hinh mua ngay dayRainTemp =

[3.5;3.5;7;7;10.5;10.5;10.5;14;17.5;21;21;24.5;35;28;24.5;24.5;17.5;17.5;

14;10.5;10.5;7;7;3.5]; dayRain = dayRainTemp*(Mua)/350; v = taoDFS0(dayRain,tmpdir); %2 dua muc nuoc ban dau fid = fopen('HD_Temp.hd11','rt') ; X = fread(fid) ; fclose(fid) ; X = char(X.') ; S1 = 'G_waterlevel = 3.5'; S2 = strcat('G_waterlevel = ',num2str(inWL)); % replace string S1 with string S2 Y = strrep(X, S1, S2) ; fid2 = fopen('HD.hd11','wt') ; fwrite(fid2,Y) ; fclose (fid2) ; %3 chay Mike p = strcat('"C:\Program Files

(X86)\DHI\2012\bin\x64\Mike11.exe" -s "',tmpdir,'\Sim.sim11"'); status = system(p,'-echo'); %Tao dfs0 % cau truc duong dan thuc hien lenh : Chuong trinh '"program"'+ duong dan

file 'path\file'...

q = ['"C:\Program Files

(X86)\DHI\2012\bin\x64\res11read.exe"',... ' -someres',tmpdir,'\someresFILE.txt',... ' -MakeDfs0 ',tmpdir,'\Result\HD_2016.res11 ',tmpdir,'\kq']; status = system(q,'-echo'); %4 doc ket qua [WBom(i,j) WLendLXD(i,j)] = docDFS0(tmpdir); j = j + 1 end i = i+1 end

Tổng cộng đã có 1.836 kịch bản, ra được 2 kết quả về (i) quan hệ tổng lượng tiêu

ngày theo lượng mưa ngày và mực nước trong kênh đầu ngày; (ii) quan hệ mực

115

nước cuối ngày trên kênh, lượng mưa ngày và mực nước trong kênh đầu ngày, như

hình 3.5:

Hình 3.5. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng nước cần tiêu

Ma trận tiêu này là một bảng tra ứng với từng trận mưa và mực nước đầu ngày trên

kênh sẽ cho ta 1 kết quả về lượng nước cần tiêu.Ma trận tiêu thay thế sẽ đảm bảo

yêu cầu về mặt khối lượng và giảm rất nhiều thời gian tính toán.

0 1 2 3 4 5

0

50

100

150

200

250

300

350 0

2

4

6

8

10

12

x 105Lượng mưa (mm)

Mực nước trong kênh (m)

Lượng

nước

cần tiêu

(m3)

116

Bảng 3.15.Kết quả tính toán quan hệ mưa, mực nước trên kênh và lượng

nước cần tiêutrên kênh Lê Xuân Đào

Lượng mưa

Mực nước

trong kênh 350 300 250 200 150 100 50 0

0 -342650 -178890 -12460 0 0 0 0 0

10 -346210 -192240 -17800 0 0 0 0 0

20 -354220 -194020 -28480 0 0 0 0 0

30 -359560 -207370 -36490 0 0 0 0 0

40 -366680 -212710 -41830 0 0 0 0 0

50 -374690 -221610 -51620 0 0 0 0 0

60 -383590 -240300 -58740 0 0 0 0 0

70 -388930 -255430 -70310 0 0 0 0 0

80 -400500 -265220 -82770 0 0 0 0 0

90 -412960 -278570 -93450 0 0 0 0 0

100 -418300 -290140 -101460 0 0 0 0 0

110 -426310 -308830 -120150 0 0 0 0 0

120 -438770 -322180 -129940 0 0 0 0 0

130 -447670 -336420 -145960 -890 0 0 0 0

140 -458350 -341760 -158420 -8900 0 0 0 0

150 -470810 -360450 -172660 -19580 0 0 0 0

160 -482380 -374690 -194020 -32930 0 0 0 0

170 -492170 -392490 -209150 -44500 0 0 0 0

180 -507300 -409400 -227840 -66750 0 0 0 0

190 -517980 -425420 -252760 -82770 0 0 0 0

200 -534000 -439660 -267000 -102350 0 0 0 0

210 -543790 -455680 -289250 -120150 -1780 0 0 0

220 -566930 -477930 -306160 -139730 -10680 0 0 0

230 -582060 -497510 -335530 -164650 -40050 0 0 0

240 -599860 -520650 -358670 -186900 -70310 -890 0 0

250 -628340 -546460 -378250 -210040 -87220 -25810 -6230 0

260 -651480 -570490 -401390 -241190 -116590 -54290 -32040 -35600

270 -685300 -594520 -430760 -263440 -137950 -80990 -56960 -58740

280 -702210 -629230 -453900 -288360 -177110 -106800 -84550 -87220

290 -732470 -647030 -489500 -314170 -203810 -129940 -108580 -109470

300 -768960 -671950 -516200 -345320 -222500 -162870 -136170 -135280

117

Bảng 3.15 biểu thị một số kết quả điển hình của bảng tra quan hệ mưa, mực nước

trên kênh Lê Xuân Đào và lượng nước cần tiêu. Với mực nước trữ lại trên kênh

dưới 1,2 m thì khi lượng mưa dưới 250 mm thì không phải bơm tiêu. Trường hợp

gặp cơn mưa cực đoan lên đến 350 mm/ngày thì ngay cả khi không trữ nước trong

hệ thống kênh, toàn hệ thống vẫn phải tiêu 342650 m3. Tổng cộng có 1.836 kịch bản

(xem chi tiết tại phụ lục 9)

Hình 3.6. Ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày

trên kênh

Hình 3.6 là ma trận quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày trên

kênh là một bảng tra ứng với từng trận mưa và mực nước đầu ngày trên kênh sẽ cho

ta 1 kết quả là mực nước cuối ngày trên kênh.Kết quả này sẽ là số liệu đầu vào cho

việc tính toán lưu lượng tiêu ngày hôm sau.

0 1 2 3 4 5

0

50

100

150

200

250

300

350 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Lượng mưa (mm)

Mực nước trong kênh (m)

Mực nước

cuối ngày

trên kênh

(m)

118

Bảng 3.16. Kết quả tính toán quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực

nước cuối ngày trên kênh Lê Xuân Đào

Lượng mưa

Mực nước

trong kênh 350 300 250 200 150 100 50 0

0 3.92 3.30 2.69 1.61 0.68 0.18 0.00 0.00

10 3.94 3.32 2.72 1.67 0.73 0.27 0.10 0.08

20 3.96 3.33 2.75 1.74 0.81 0.36 0.20 0.17

30 3.98 3.35 2.78 1.80 0.89 0.45 0.30 0.27

40 4.00 3.36 2.81 1.87 0.97 0.55 0.40 0.37

50 4.03 3.38 2.84 1.94 1.06 0.64 0.50 0.47

60 4.05 3.40 2.87 2.01 1.15 0.74 0.60 0.57

70 4.08 3.41 2.89 2.08 1.23 0.84 0.70 0.67

80 4.11 3.43 2.92 2.16 1.32 0.93 0.80 0.77

90 4.13 3.45 2.95 2.23 1.41 1.03 0.90 0.87

100 4.16 3.46 2.97 2.31 1.50 1.13 1.00 0.97

110 4.19 3.48 3.00 2.39 1.59 1.22 1.10 1.07

120 4.22 3.50 3.02 2.47 1.68 1.32 1.20 1.17

130 4.25 3.52 3.04 2.54 1.77 1.42 1.30 1.27

140 4.28 3.54 3.06 2.60 1.86 1.52 1.40 1.37

150 4.32 3.56 3.08 2.64 1.96 1.62 1.50 1.47

160 4.34 3.58 3.10 2.68 2.05 1.71 1.60 1.58

170 4.38 3.59 3.12 2.70 2.14 1.81 1.70 1.68

180 4.40 3.61 3.13 2.72 2.23 1.91 1.80 1.78

190 4.44 3.63 3.15 2.74 2.33 2.01 1.90 1.88

200 4.46 3.65 3.17 2.76 2.42 2.11 2.00 1.98

210 4.49 3.67 3.18 2.78 2.51 2.21 2.10 2.08

220 4.51 3.69 3.19 2.80 2.57 2.30 2.20 2.18

230 4.53 3.70 3.19 2.81 2.55 2.40 2.30 2.28

240 4.54 3.71 3.20 2.81 2.54 2.50 2.40 2.38

250 4.54 3.71 3.20 2.81 2.54 2.48 2.47 2.48

260 4.54 3.71 3.20 2.81 2.54 2.48 2.48 2.45

270 4.54 3.71 3.20 2.81 2.54 2.49 2.48 2.46

280 4.55 3.71 3.20 2.81 2.54 2.49 2.48 2.46

290 4.54 3.71 3.19 2.81 2.55 2.48 2.48 2.46

300 4.54 3.71 3.20 2.81 2.55 2.48 2.48 2.46

119

Bảng 3.16 biểu thị một số kết quả điển hình của bảng tra quan hệ mưa, mực nước

trên kênh và mực nước cuối ngày trên kênh Lê Xuân Đào.Với từng trường hợp ứng

với lượng mưa, mực nước trên kênh sẽ cho ra mực nước cuối ngày trên kênh Lê

Xuân Đào. Tổng cộng có 1.836 kịch bản (xem chi tiết tại phụ lục 10)

Như vậy, tác giả đã thiết lập được một hệ thống mô hình tưới, tiêu, cân bằng nước

trong đó đã ứng dụng mô hình Mike 11 cho hệ thống 9 xã Kênh Lê Xuân Đào trong

việc xây dựng một ma trận tiêu thay thế để đảm bảo yêu cầu về mặt khối lượng và

thời gian tính toán vốn là điểm cản trở chínhtrong các bài toán tối ưu.

3.2.2 Tính toán các số liệu đầu vào mô hình

Sau khi áp dụng các công thức, sử dụng Matlab để xây dựng mô hình, với chuỗi

thời gian 50 năm (18.250 ngày), có các kết quả về tổng lượng xả, dung tích thật của

hệ thống, dòng chảy đến, dòng chảy vào do mưa và tổng lượng bốc hơi mặt thoáng

trên kênh. Các kết quả như sau:

- Tổng lượng xả: Kết quả tính toán tổng lượng xả theo phụ lục 11 và được

biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.7.

Hình 3.7. Biểu đồ tổng lượng xả (m3/s)

0.00E+00

2.00E+00

4.00E+00

6.00E+00

8.00E+00

1.00E+01

1.20E+01

1.40E+01

1.60E+01

157

211

4317

1422

8528

5634

2739

9845

6951

4057

1162

8268

5374

2479

9585

6691

3797

081

027

91

085

01

142

11

199

21

256

313

134

13

705

14

276

1484

71

541

81

598

916

560

17

131

17

702

120

Như vây, với chuỗi thời gian 50 năm, có ngày lượng nước xả lên tới hơn 14 m3/s,

trung bình ngày xả khoảng 2 m3/s.

- Dung tích chứa trong hệ thống: Kết quả tính toán theo phụ lục 11 và được

biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.8.

Hình 3.8. Biểu đồ dung tích của hệ thống (106m3)

Dung tích trung bình trên hệ thống khoảng 0,27 triệu m3.

- Lượng bốc hơi mặt thoáng: Kết quả tính toán lượng bốc hơi mặt

thoángtheo phụ lục 11 và được biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.9.

-5.00E-02

0.00E+00

5.00E-02

1.00E-01

1.50E-01

2.00E-01

2.50E-01

3.00E-01

3.50E-01

4.00E-01

4.50E-01

157

211

4317

1422

8528

5634

2739

9845

6951

4057

1162

8268

5374

2479

9585

6691

3797

0810

279

1085

011

421

1199

212

563

1313

413

705

1427

614

847

1541

815

989

1656

017

131

1770

2

121

Hình 3.9. Biểu đồ lượng bốc hơi mặt thoáng trên kênh (106m3/ngày)

Lượng bốc hơi mặt thoáng trung bình 2x10-4 triệu m3 ngày.

- Dòng chảy vào do mưa: Kết quả tính toán lượng dòng chảy vào do mưa

theo phụ lục 11 và được biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.10.

Hình 3.10. Biểu đồ dòng chảy vào do mưa (m3/s)

0.00E+00

2.00E-04

4.00E-04

6.00E-04

8.00E-04

1.00E-03

1.20E-03

1.40E-03

157

211

4317

1422

8528

5634

2739

9845

6951

4057

1162

8268

5374

2479

9585

6691

3797

0810

279

1085

011

421

1199

212

563

1313

413

705

1427

614

847

1541

815

989

1656

017

131

1770

2

0.00E+00

2.00E+01

4.00E+01

6.00E+01

8.00E+01

1.00E+02

1.20E+02

1.40E+02

157

211

4317

1422

8528

5634

2739

9845

6951

4057

1162

8268

5374

2479

9585

6691

3797

081

027

910

850

114

21

119

92

125

63

131

34

1370

51

427

61

484

71

541

815

989

165

60

171

31

177

02

122

Khu vực có lượng mưa tương đối dồi dào nhưng lại khá chênh lệch giữa mùa mưa

và mùa khô. Có những ngày dòng chảy vào do mưa lên tới 120 m3/s, nhưng lại có

rất nhiều ngày không có dòng chảy vào do mưa. Trung bình khoảng 15 m3/s.

- Dòng chảy lấy vào: Kết quả tính toán dòng chảy vào theo phụ lục 11 và

được biểu thị dưới dạng đồ thị hình 3.11.

Hình 3.11. Biểu đồ dòng chảy lấy vào (m3/s)

Dòng chảy lấy vào của hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào mực nước tại cống Nam

Đàn, trung bình khoảng 20 m3/s.

3.2.3 Mặt Pareto và giải pháp vận hành

Toàn bộ khung giải pháp đã được viết trên ngôn ngữ Matlab tính toán trên 1 chuỗi

thời gian 50 năm, theo ngày, tổng cộng 18.250 bước. Bài toán được tính toán tối ưu

trên 200 thế hệ, trong mỗi 1 thế hệ số lượng cá thể trong quần thể là 5.000. Tổng

cộng có 5.000 x 200 = 1.000.000 lần đánh giá, với mỗi 1 giải pháp (1 cá thể) được

đánh giá, thuật toán thực hiện trong 14 giây, tổng cộng là 14 x 1.000.000 =

14.000.000 giây = 3.888 giờ = 162 ngày. Thời gian tính toán như vậy là quá lớn, tác

giả đã ứng dụng giải pháp tính toán song song trên 1 máy tính sử dụng chip Xeo E5

0.00E+00

5.00E+00

1.00E+01

1.50E+01

2.00E+01

2.50E+01

3.00E+01

3.50E+01

4.00E+01

4.50E+01

5.00E+01

155

511

0916

6322

1727

7133

2538

7944

3349

8755

4160

9566

4972

0377

5783

1188

6594

1999

7310

527

1108

111

635

1218

912

743

1329

713

851

1440

514

959

1551

316

067

1662

117

175

1772

9

123

V2567, 32 lõi tính, RAM 128 G, CACHE 32 Mb, bộ nhớ 20 TB. Như vậy, tổng thời

gian tính toán rút xuống còn 5,12 ngày.

Chúng ta có thể hiểu quần thể 5000 này chính là 5000 giải pháp vận hành. 5000 giải

pháp đưa ra ban đầu được gọi là quần thể cha, 5000 giải pháp sau được gọi là quần

thể con.

Trong quá trình chạy mô hình tính toán bằng thuật toán NSGA II đến thế hệ gần

200 và 200 thì mặt pareto không có sự phát triển thêm và gần như là dừng lại vì thế

NCS cho dừng quá trình chạy tại lần chạy thứ 200 (thế hệ 200). Các bước tính toán

của thuật toán NSGA II được thể hiện tại phụ lục 12. Sau khi tính toán, ra được

nghiệm là mặt Pareto như hình 3.12.

Hình 3.12. Kết quả nghiệm pareto

3225

3230

3235

3240

3245

3250

3255

3260

3265

88.2 88.3 88.4 88.5 88.6 88.7 88.8 88.9 89 89.1 89.2

A B

C

Tổng lượng nước thiếu hụt (triệu m3)

Tổng

lượng nước

cần tiêu

(triệu m3)

124

Kết quả của của giải pháp vận hành là mặt pareto với trục tung biểu thị tổng lượng

nước tiêu và trục hoành biểu thị tổng lượng nước thiếu.

Như vậy, với kết quả là một tập hợp các nghiệm tối ưu không trội sẽ cho ra 5.000

giải pháp tối ưu trên không gian hàm mục tiêu của tổng lượng nước tiêu và lượng

nước thiếu hụt. Với tính toán này, tổng lượng nước thiếu hụt trong 50 năm dao đông

từ 88,3 triệu m3 đến 89,1 triệu m3; tổng lượng nước cần tiêu dao động từ 3.228 triệu

m3 đến 3.258 triệu m3.

Có 3 xu thế của giải pháp vận hành cho hệ thống nhưng luôn đảm bảo tính tối

ưu:(1) Phương án ưu tiên tiêu chí cấp nước cho cây trồng, (2) Phương án ưu tiên

tiêu chí về tiêu úng, và (3) phương án cân bằng giữa 2 tiêu chí trên. Chọn 3 phương

án A, B, C điển hình cho 3 xu thế (bảng 3.17 và hình 3.13), có thể thấy trên mặt

pareto:

Phương án A là phương án đại diện cho các phương án theo xu thế ưu tiên tiêu chí

cấp nước cho cây trồng, với phương án này thì lượng nước thiếu hụt chỉ 88,30014

triệu m3 là nhỏ hơn so với các phương án B và C. Tuy nhiên lượng nước cần phải

bơm tiêu lại lớn hơn 2 phương án còn lại, cụ thể là3258,487 triệu m3.

Phương án B là phương án đại diện cho các phương án theo xu thế cân bằng giữa

tiêu chí cấp nước cho cây trồng và tiêu chí về lượng nước tiêu. Với phương án này,

lượng nước thiếu hụt cho cây trồng là 88.98166 triệu m3, trong khi đó lượng nước

tiêu là 3252,492 triệu m3.

Phương án C là phương án đại diện cho các phương án theo xu thế ưu tiên tiêu chí

về tiêu úng. Phương án này có tổng lượng nước tiêu là 3228,512 triệu m3, nhỏ hơn 2

phương án A và B, nhưng lượng nước thiếu hụt là 89,10011triệu m3, lại lớn hơn 2

phương án A và B.

125

Bảng 3.17: Các phương án tối ưu đại diện

Phương án Tổng lượng nước thiếu Tổng lượng nước tiêu

A 88.30014 3258.487

B 88.98166 3252.492

C 89.10011 3228.512

Hình 3.13. Các nghiệm điển hình

5000 phương án này là các phương án để hỗ trợ vận hành hệ thống theo thời gian

thực dạng xấp xỉ hóa. Vơi mực nước thực và dung tích thực hàng ngày của hệ thống

sẽ được nhà vận hành đưa vào mô hình tính toán đầu ngày. Mô hình sẽ gợi ý ngày

hôm nay vận hành 1 lưu lượng bằng a, đương nhiên là giá trị này đã nằm trong giới

hạn về vật lý của các công trình trên hệ thống. Việc vận hành cụ thể trong ngày hôm

đó là linh hoạt, phụ thuộc người vận hành. Người vận hành có thể lình hoạt tùy

3225

3230

3235

3240

3245

3250

3255

3260

88.2 88.4 88.6 88.8 89 89.2

A B

C


Tổng

lượng

nước cần

tiêu

(triệu m3)

126

theotình hình thực tế trong ngày cần ưu tiên tiêu chí nào thì sẽ đưa ra 1 giải pháp

vận hành phù hợp.

Ví dụ 12 tiếng đầu ngày vận hành lưu lượng là a1, 12 tiếng sau vận hành lưu lượng

là a2, (a1+a2)/2=a. Điều này giải thích luôn cho việc tại sao mà hàm mục tiêu

không có các thông số chi tiết của các công trình trên hệ thống. Tuy vậy, các thông

số của công trình trên hệ thống đã được ẩn trong mô hình Mike 11 nhằm xây dựng

các cận trên và cận dưới cho a.

3.2.4 Ứng dụng tính toán cho năm điển hình

Tác giả lựa chọn năm 2014 là năm để tính toán thử nghiệm. Năm 2014, khu vực

nghiên cứu xảy ra đầy đủ các loại hình thời tiết hạn hán và lũ lụt.

3.2.4.1 Các số liệu của năm 2014 được sử dụng để phục vụ tính toán bao gồm:

a. Các đặc điểm vật lý của hệ thống

- Số liệu mực nước thượng lưu cống Nam Đàn.

- Các thông số kỹ thuật của trạm bơm 12/9 và trạm bơm Hưng Châu.

- Các thông số kỹ thuật của các kênh chính trong khu vực nghiên cứu: chiều dài,

rộng, hệ số mái, …

b. Số liệu khí tượng

Số liệu mưa, nhiệt độ, độ ẩm, gió, bốc hơi, số giờ nắng được lấy với chuỗi số liệu.

Các số liệu này được thu thập từ Trạm khí tượng Vinh, Nghệ An, vị trí địa lý:

105040’ Kinh độ Đông, 18040’ Vĩ độ Bắc, ở độ cao 6m.

c. Chỉ số ENSO

Bộ chỉ số NINO 3.4 SST được chọn để đưa vào mô hình tính toán

3.2.4.2 Kết quả tính toán

Sau khi áp dụng các công thức, sử dụng Matlab để xây dựng mô hình, với chuỗi

thời gian 365 ngày, có các kết quả về tổng lượng xả, dung tích thật của hệ thống,

dòng chảy đến, dòng chảy vào do mưa và tổng lượng bốc hơi mặt thoáng trên kênh.

127

Kết quả tính toán được tổng lượng nước tiêu cả năm là 65.17531 triệu m3 và tổng

lượng nước thiếu hụt là 1.785331 triệu m3.

Bảng 3.18:Tương quan vận hành năm 2014 với các phương án tối ưu đại diện

Phương án Tổng lượng nước thiếu Tổng lượng nước tiêu

A 1.766003 65.16975

B 1.782002 64.57024

C 1.779633 65.04985

2014 1.785331 65.18531

Hình 3.14. Tương quan giữa các nghiệm điển hình và thực tế

vận hành năm 2014

64.5

64.6

64.7

64.8

64.9

65

65.1

65.2

65.3

1.765 1.77 1.775 1.78 1.785 1.79

A B

C

2014


Tổng

lượng

nước cần

tiêu

(triệu m3)

128

Từ bảng 3.18 và hình 3.14, so sánh giữa việc vận hành thực tế của năm 2014 với

việc áp dụng các giải pháp vận hành tối ưu A, B và C vào vận hành hệ thống cho

năm 2014 có thể nhận thấy:

Nếu áp dụng giải pháp vận hành A cho năm 2014 thì tổng lượng nước thiếu hụt nhỏ

hơn 0,02 triệu m3 và tổng lượng nước tiêu sẽ giảm được 0,016 triệu m3.

Nếu áp dụng giải pháp vận hành B cho năm 2014 thì tổng lượng nước thiếu hụt nhỏ

hơn 0,0033 triệu m3 và tổng lượng nước tiêu sẽ giảm được 0,62 triệu m3.

Nếu áp dụng giải pháp vận hành C cho năm 2014 thì lượng nước thiếu hụt nhỏ hơn

0,006 triệu m3 và lượng nước tiêu sẽ giảm được 0,14 triệu m3.

Như vậy, so sánh với cả 3 điển hình vận hành đại diện của mặt tối ưu pareto là A, B

và C để thử nghiệm cho năm 2014 đều cho thấy các kết quả tốt hơn so với thực tế

vận hành.


Trên cơ sở các nghiên cứu tổng quan về cả thực tiễn và phương pháp luận đã được

đưa ra trong chương II, tác giả đã tính toán cân bằng nước tổng thể cho toàn vùng,

chỉ ra lượng thiếu hụt ứng với các tần suất điển hình và đưa ra giải pháp quy hoạch

cần thiết cho khu vực nghiên cứu, nâng dung tích trữ của kênh từ hơn 400.000 m3

lên hơn 1,6 triệu m3 đáp ứng nhu cầu bổ sung nước cho các tháng mùa kiệt. Mặc dù

những yếu tố kinh tế chưa được xem xét đến nhưng giải pháp này cũng đã đưa ra

được những cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo, đồng thời cũng đã tập hợp và hệ

thống một bộ số liệu cần thiết để cho nghiên cứu giải pháp vận hành cho hệ thống.

Trong nội dung nghiên cứu về giải pháp vận hành, một thuật toán tìm kiếm giải

pháp vận hành tối ưu đã được lập bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Thuật toán này

lấy thuật toán tối ưu đa mục tiêu di truyền NSGA II làm cơ sở, bài toán được

chuyển về tìm tham số của một dạng hàm vận hành đã được đề xuất với mục tiêu tối

ưu hóa 2 chỉ tiêu về tổng lượng tiêu và lượng nước thiếu hụt mà luôn mâu thuẫn

nhau trong thực tế.

129

Bài toán về tưới và tiêu trong hệ thống là một hệ thống các phương trình phi tuyến

phức tạp mà không dễ xử lý với các thuật toán tối ưu thông thường, việc lựa chọn

một thuật toán thuộc lớp tiến hóa đa mục tiêu như NSGA II đảm bảo cho việc xác

định được một nghiệm gần đến toàn cục thì vẫn hơn là các thuật toán mạnh mẽ

thuộc lớp phi tuyến vốn thông thường chỉ đảm bảo được nghiệm cục bộ và thuật

toán này còn có lợi thế trong việc dễ dàng kết hợp những mô hình thủy động lực

học tiêu như Mike 11. Tuy vậy, thời gian tính toán vẫn là rất lớn và để xử lý vấn đề

này tác giả đã đưa ra một giải pháp tính toán “off line” với mô hình tiêu để tạo ra

một ma trận tiêu được định sẵn trước và sau đó ma trận này được sử dụng trong quá

trình tìm kiếm giải pháp tối ưu.

Kết quả sau 200 thế hệ, với một số lượng đủ lớn, khoảng 5.000 cá thể trong quần

thể, quá trình tìm kiếm đã hội tụ đến một mặt pareto có mật độ nghiệm và tính đa

dạng khá cao. Từ mặt pareto này, 3 nghiệm điển hình đã được lựa chọn để thử

nghiệm cho năm 2014 với kết quả là tốt hơn so với thực tế vận hành.

130

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

Với tình hình khí hậu diễn bất thường, phát triển kinh tế nhanh, nhu cầu nước đòi

hỏi ngày một cao về mức độ và yêu cầu.Trong khi đó, hạn hán xảy ra ở khắp nơi

trên thế giới, ở cả những vùng mưa nhiều cũng như những vùng mưa ít.Các giải

pháp cho hệ thống tưới tiêu mang tính truyền thống như quy trình vận hành (một

giải pháp tĩnh) trong tương lai sẽ không còn phù hợp, điều này đòi hỏi các giải pháp

phải mang tính thích ứng cao hơn trong cả thiết kế và vận hành. Vì thế, trong luận

án này đã giải quyết và đạt được những kết quả sau:

1. Luận án đã tổng quan được tình hình hạn hán, các tác động của hạn hán đến

sản xuất nông nghiệp và các giải pháp chống hạn trên Thế giới và ở Việt

Nam. Luận án đã tổng quan được các kỹ thuật tối ưu, đặc biệt là các nghiên

cứu về tính toán tối ưu cho các công trình thủy lợi trên Thế giới và ở Việt

Nam. Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan các kỹ thuật tối ưu, luận án đã đưa ra

được những ưu nhược điểm của các kỹ thuật tối ưu làm cơ sở để lựa chọn kỹ

thuật tối ưu phù hợp cho các nghiên cứu.

2. Mô tả chi tiết các kỹ thuật được áp dụng trong nghiên cứu, đưa ra được

khung giải pháp tối ưu và trình tự thực hiện cũng như giải thích rõ ràng thuật

toán sẽ được sử dụng. Các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng trong

luận án là các phương pháp có cơ sở khoa học chặt chẽ. Để giải quyết theo

các phương pháp này, tác giả đã sử dụng một loạt các công cụ tiên tiến như

Cropwat, Mike 11, Mike Basin và đặc biệt là kỹ thuật tối ưu đa mục tiêu

NSGA II. Việc ứng dụng kỹ thuật tối ưu trong xây dựng giải pháp vận hành

cho một hệ thống tưới là mới và thuật toán di truyền sắp xếp các nghiệm

không trội NSGA II là chưa được sử dụng để tính toán cho bất kỳ hệ thống

thủy lợi nào ở Việt Nam.

3. Luận án đã tính toán cân bằng nước tổng thể cho toàn vùng, chỉ ra với tần

suất 75%, lượng nước thiếu hụt thường xuất hiện từ tháng 12 đến tháng 7

131

năm sau, tập trung vào các tháng 1, 2, 3, 4 và 7, số năm thiếu nước chiếm từ

5 đến 18%, tháng thiếu hụt lớn nhất là tháng 7 thiếu hụt 0,83 triệu m3, tháng

thiếu ít nhất là tháng 12 thiếu hụt 0,35 triệu m3, tổng hợp cả năm toàn vùng

thiếu 2,31 triệu m3. Với tần suất 85%, lượng nước thiếu hụt thường xuất hiện

từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau, tập trung vào các tháng 12, 1, 2, 3, 4 và 7,

số năm thiếu nước chiếm từ 6 đến 20%. Tháng thiếu hụt lớn nhất là tháng 4

thiếu hụt 1,51 triệu m3, tháng thiếu ít nhất là tháng 1 thiếu hụt 0,42 triệu m3,

tổng hợp cả năm toàn vùng thiếu 7,58 triệu m3. Chín xã thuộc vùng nghiên

cứu thiếu hụt cả năm là 1,65 triệu m3. Từ đó, đưa ra giải pháp quy hoạch cần

thiết cho khu vực nghiên cứu, nâng dung tích trữ của kênh từ hơn 400.000

m3 lên hơn 1,6 triệu m3 đáp ứng nhu cầu bổ sung nước cho các tháng mùa

kiệt.

4. Trong nội dung nghiên cứu về giải pháp vận hành, một thuật toán tìm kiếm

giải pháp vận hành tối ưu đã được lập bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Thuật

toán này lấy thuật toán tối ưu đa mục tiêu di truyền NSGA II làm cơ sở, bài

toán được chuyển về tìm tham số của một dạng hàm vận hành đã được đề

xuất với mục tiêu tối ưu hóa 2 chỉ tiêu về tổng lượng tiêu và lượng nước

thiếu hụt mà luôn mâu thuẫn nhau trong thực tế. Kết quả sau 200 thế hệ, với

một số lượng đủ lớn, khoảng 5.000 cá thể trong quần thể, quá trình tìm kiếm

đã hội tụ đến một mặt pareto có mật độ nghiệm và tính đa dạng khá cao. Từ

mặt pareto này, 3 nghiệm điển hình đã được lựa chọn để thử nghiệm cho

năm 2014 với kết quả là giải pháp vận hành A sẽ cho tổng lượng nước thiếu

hụt nhỏ hơn 0,02 triệu m3 và tổng lượng nước tiêu sẽ giảm được 0,016 triệu

m3; Giải pháp vận hành B thì tổng lượng nước thiếu hụt nhỏ hơn 0,0033 triệu

m3 và tổng lượng nước tiêu sẽ giảm được 0,62 triệu m3; Giải pháp vận hành

C thì lượng nước thiếu hụt nhỏ hơn 0,006 triệu m3 và lượng nước tiêu sẽ

giảm được 0,14 triệu m3. Như vậy là với cả 3 giải pháp điển hình được lựa

chọn, nếu áp dụng cho vận hành hệ thống vào năm 2014 thì đều cho kết quả

132

tốt hơn vận hành thực tế của năm 2014. Các giải pháp tối ưu này sẽ giúp các

nhà quản lý, vận hành lựa chọn được một giải pháp vận hành phù hợp.

Kiến nghị

Việc ứng dụng các kỹ thuật tối ưu trong quản lý và vận hành các hệ thống công

trình thủy lợi đã được sử dụng rộng rãi trên Thế giới và được chứng minh là hiệu

quả. Tuy nhiên, lĩnh vực này mới được tiếp cận tại Việt Nam những năm gần đây.

Vì vậy, kết quả đạt được của luận án mới chỉ là bước đầu, cần có những nghiên cứu

sâu hơn.

Phương pháp sử dụng kỹ thuật tối ưu trong vận hành hệ thống để thu trữ nước mùa

mưa phục vụ cho mùa kiệt đòi hỏi số liệu đầu vào chuẩn xác và các thiết bị hỗ trợ

với cấu hình mạnh để xử lý. Vì vậy, để ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn thì cần được

tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện các thuật toán tối ưu và cải tiến kỹ thuật tính toán để

đẩy nhanh quá trình tính toán nhằm đạt được hiệu quả cao hơn.

133

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ

1. Nguyễn Quang An, Sử dụng thuật toán NSGA II tối ưu vận hành trữ nước

mùa mưa sử dụng cho mùa khô trên hệ thống kênh chính vùng 9 xã kênh Lê

Xuân Đào, hệ thống thủy lợi Nam Nghệ An. Tạp chí Khoa học và công nghệ

Thủy lợi,Viện Khoa học Thủy lợi, số 39,tháng 8 năm 2017.

2. Nguyễn Quang An, Xâm nhập mặn hạ du sông Cả và vai trò điều tiết của

các hồ chứa thượng nguồn. Tại chí Tài nguyên nước, số 3, tháng 7 năm

2017.

3. Nguyễn Quang An, Nguyễn Xuân Lâm, Đánh giá tác động điều tiết hồ chứa

đến xâm nhập mặn hạ du lưu vực sông Mã, Tạp chí Khoa học và công nghệ

Thủy lợi,Viện Khoa học Thủy lợi, số 22, tháng 8 năm 2014.

4. Nguyễn Quang Trung, Nguyễn Quang An, Các giải pháp giảm thiểu tác

động của dòng chảy kiệt, chống hạn và ngăn mặn vùng hạ lưu sông Cả, tạp

chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi, Viện Khoa học Thủy lợi, số 21,tháng 6

năm 2014.

5. Hà Hải Dương, Nguyễn Quang An, Đinh Thùy Linh, Tác động của biến đổi

khí hậu đến các lĩnh vực nông nghiệp và giải pháp ứng phó. Sách chuyên

khảo, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, năm 2012.

6. Vũ Thế Hải, Nguyễn Quang An, Nghiên cứu xác định chế độ tưới nho và

thanh long vùng Nam Trung Bộ bằng kỹ thuật tưới nhỏ giọt. Tạp chí khoa

học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, số 34, tháng 9 năm 2011.

134

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Danh mục tài liệu tiếng Việt

1. Bùi Thị Thu Hòa, Đào Văn Khiêm, Nguyễn Thị Thu Hà, (2012), Bài toán

phân bổ tài nguyên nước bằng mô hình tối ưu hóa động áp dụng tại lưu

vực sông Hồng – Thái Bình, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi

trường, số 39 – 2012.

2. Đại hội đồng Liên hợp quốc Phiên họp 47 Resolution 193 (1992).

Observance of World Day for Water A/RES/47/193, Ngày 22 tháng 12,

1992.

3. Đào Xuân Học (2001), Nghiên cứu các giải pháp giảm nhẹ thiên tai hạn

hán ở các tỉnh Duyên Hải Miền Trung từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận.

4. Đoàn Văn Cánh (2005). Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học và đề xuất

các giải pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên nước vùng Tây

Nguyên. Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp Nhà nước KC.08.05 giai đoạn

2000-2005.

5. Hoàng Ngọc Thanh và Dương Tuấn Anh (2014), Ứng dụng thuật toán

tiến hóa đa mục tiêu trong thiết kế tối ưu kiến trúc mạng viễn thông. Tập

san Khoa học và Đào tạo trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu, số 1 - 2014,

91-98.

6. Lê Hùng Nam (2015), Tối ưu hóa hệ thống và khả năng ứng dụng trong

quản lý tài nguyên nước.

7. Luật tài nguyên nước 17/2012/QH13.

8. Lê Trung Tuân (2009), Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng các

giải pháp KHCN phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp

bền vững ở các tỉnh miền Trung”, 2007 – 2009.

9. Mai Trọng Thông (2006), Đánh giá mức độ khô hạn của vùng Đông Bắc

và Đồng bằng Bắc bộ bằng các chỉ số cán cân nhiệt. Tạp chí Khí tượng

thủy văn, tháng 11/2006, tr. 8-17.

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=%C4%90%E1%BA%A1i_h%E1%BB%99i_%C4%91%E1%BB%93ng_Li%C3%AAn_h%E1%BB%A3p_qu%E1%BB%91c&action=edit&redlink=1

http://www.un.org/ga/search/view_doc.asp?symbol=A/RES/47/193

135

10. Nguyễn Hải Thanh (2006), Tối ưu hóa, Nxb. Bách Khoa Hà Nội.

11. Nguyễn Hưu Hiếu và Hoàng Dũng (2015), Ứng dụng thuật toán NSGA II

để giải bài toán cực tiểu tổn thất công suất trên lưới điện phân phối. Tạp

chí khoa học và công nghệ Đà Nẵng, quyển 2, số 11 – 2015.

12. Nguyễn Lập Dân (2010), Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa

học quản lý hạn hán và sa mạc hóa để xây dựng hệ thống quản lý, đề xuất

các giải pháp chiến lược và tổng thể giảm thiểu tác hại: nghiên cứu điển

hình cho đồng bằng sông Hồng và Nam Trung Bộ”, 2008-2010.

13. Nguyễn Quang Kim (2005), Đề tài cấp Nhà nước:“Nghiên cứu dự báo

hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp

phòng chống”, 2003 – 2005.

14. Nguyễn Quang Trung (2011 – 2014), Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm

thiểu ảnh hưởng của dòng chảy kiệt phục vụ sản xuất nông nghiệp, thủy

sản vùng hạ du sông Cả và sông Mã.

15. Nguyễn Thanh Hùng (2012), Định giá nước và phân phối tối ưu tài

nguyên nước khan hiếm ở cấp độ lưu vực sông – Thử nghiệm ở vùng hạ

lưu hệ thống sông Đồng Nai. Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ,

tập 15, số M2 – 2012.

16. Nguyễn Thị Thu Hà, Nguyễn Văn Tuấn (2014), Phân bổ nước tối ưu

trong nông nghiệp tại lưu vực Srepok, Tuyển tập Hội nghị Khoa học

thường niên.

17. Nguyễn Thị Phương (2010), Quản lý tổng hợp lưu vực sông Bé trên cơ sở

cân bằng tài nguyên nước. Luận án tiến sỹ ngành Sử dụng và Bảo vệ tài

nguyên môi trường.

18. Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Thị Minh Tâm và Nguyễn Thị Thu Nga

(2015), Nghiên cứu phân bổ nguồn nước trên lưu vực sông Ba. Tạp chí

Khoa học Thủy lợi và Môi trường, số 48 (3/2015), trường Đại học Thủy

Lợi.

136

19. Nguyễn Trọng Hiệu (1995), Phân bố hạn hán và tác động của chúng ở

Việt Nam, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tổng cục.

20. Nguyễn Trọng Hiệu và Phạm Thị Thanh Hương (2003), Đặc điểm hạn và

phân vùng hạn ở Việt Nam. Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ

8, Viện Khí tượng thủy văn, Bộ TN&MT, tr. 95-106.

21. Nguyễn Văn Thắng (2007), Đề tài “Nghiên cứu và xây dựng công nghệ

dự báo và cảnh báo sớm hạn hán ở Việt Nam”. Viện Khoa học Khí tượng

Thủy văn và Môi trường, 2005-2007.

22. Nguyễn Vũ Huy, Đỗ Huy Dũng, Ứng dụng mô hình phân tích kinh tế

GAMS trong đánh giá tài nguyên nước – Trường hợp điển hình Lưu vực

sông Lá Buông. Tập san Khoa học và Công nghệ quy hoạch thủy lợi,

Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam.

23. Trần Thục (2008), Dự án “Xây dựng bản đồ hạn hán và mức độ thiếu

nước sinh hoạt ở Nam Trung bộ và Tây Nguyên”. Viện Khoa học Khí

tượng Thủy văn và Môi trường, 2005-2008.

24. Vũ Thế Hải (2012), Hạn hán miền Trung và các giải pháp khắc phục.

Danh mục tài liệu tiếng Anh

25. Ahmed, J.A. and Sharma, A.K. (2005), “Genetic algorithm for optimal

operating policy of a multipurpose reservoir”, Water Resources

Management, pp. 145-161.

26. Barnett, T.P., M. Latif, N. Graham, M. Flugel, S. Pazan and W. White,

(1993), ENSO and ENSO - related predictability: Part 1 - Prediction of

equatorial Pacific sea surface temperatures with a hybrid coupled ocean

atmosphere model. J. Climate, 6, pp. 1545 - 1566.

27. Bhalme H. N. , Mooley D.A. (1980), Large-scale droughts/floods and

monsoon circulationMon. Weather Rev., 108, pp. 1197–1211.

28. C. Kirda (2000). Deficit irrifation scheduling base on plant growth stages

showing water stress tolerance.

137

29. Canon Julio, Gonzalez Javier (2009), Reservoir Operation and Water

Allocation to Mitigate Drought Effects in Crops: A Multilevel Optimization

Using the Drought Frequency Index. J Water Resource Planning

Management Volume: 135, Issue: 6, pp.458-465.

30. Dantzig, G.B. (2002), “Linear programming”, Operations Research, pp. 42–

47.

31. Dinar, A., Rosegrant, M.W., and Meinzen-Dick, R. (1997), Water Allocation

Mechanism - Principles and Examples.

32. Donald A. Wilhite and Michael H. Glantz (1985), Understanding: the

drought phenomenon: the role of definitions.

33. Gibbs, W. J. and Maher, J. V. (1967), Rainfall deciles as drought indicators

34. Eric C. Schuck, W. Marshall Frasier, Robert S. Webb, Lindsey J. Ellingson

and Wendy J. Umberger (2005), Adoption of More Technically Efficient

Irrigation Systems as a Drought Response. International Journal of Water

Resource Development. Volume 21, no. 4, pp. 651-662.

35. Feifei Zheng; Aaron C. Zecchin; Holger R. Maier; and Angus R. Simpson

(2016), Comparison of the Searching Behavior of NSGA-II, SAMODE, and

Borg MOEAs Applied to Water Distribution System Design Problems.

36. Jay R. Lund (2006), Rules of distributing drought discharging volume for the

surface water reservoir systems. Water Resources Planning and Management

magazine of U.S.A, volume 5, September.

37. John H. Holland (1975), "Adaption in Natural and Artificial Systems".

38. Julio Canon, Javier Gonzalez and Juan Valdes (2009), Reservoir operation

and water allocation to mitigate drought effects in crops: A multilevel

optimization using the drought frequency index.

39. Kang S. and Zhang J. (2004), Controlled alternate partial root-zone

irrigation: its physiological consequences and impact on water use efficiency.

http://ascelibrary.org/author/Zheng%2C+Feifei

http://ascelibrary.org/author/Zecchin%2C+Aaron+C

http://ascelibrary.org/author/Maier%2C+Holger+R


138

40. Kalyanmoy Deb, A Fast and Elitist. Multiobjective Genetic Algorithm:

NSGA-II.

41. Kitoh Akio (1997), Mountain uplift and surface temperature changes.

42. McKee, T. B., J. Nolan, and J. Kleist, (1993), The relationship of drought

frequency and duration to time scales. Preprints, Eighth Conf. on Applied

Climatology, Anaheim, CA, Amer. Meteor, Soc., pp. 179-184.

43. Md. Atiquzzaman, Shie-Yui Liong, M.ASCE, and Xinying Yu (2006),

Alternative Decision Making in Water Distribution Network with NSGA-II.

44. M. Mohammad Rezapour Tabar (2012), Multi- Objective Optimal Model for

Conjunctive Use Management Using SGAs and NSGA-II Models

45. Manne Janga Reddy (2006), “Swarm intelligence and evolutionary

computation for single and multiobjective omptimization”.

46. Michael G. McCarthy (2000), Developmental variation in sensitivity of vitis

vinifera L. (Shiraz) berries to soil water deficit.

47. Nur Evin Özdemirel, Deb et al. (2000), A fast and elitist multiobjective

geneticalgorithm: NSGA-II, IEEE Transactions on Evolutionary

Computation 6.

48. Oladipo E. O. (1985), A comparative performance analysis of three

meteorological drought indices. International journal of climatology.

49. Palmer T. N. and D. A. Mansfield (1986), A study of wintertime circulation

anomalies during part El Nino event using a high resolution general

circulation model. II: Variability of the seasonal mean response. Quarterly

journal of the royal meteorology society, vol 112, No 473, pp. 639 – 660.

50. Palmer, W.C. 1968. Keeping track of crop moisture conditions, nationwide:

The new Crop Moisture Index. Weather-wise 21, pp. 156–161.

51. Palmer, W. C, 1965: Meteorological Drought. Res. Paper No.45, 58pp.

52. Seth M. Siegel (2016), Let there be water. New York Time.

http://ascelibrary.org/author/Atiquzzaman%2C+Md


http://ascelibrary.org/author/Yu%2C+Xinying

139

53. Smakhtin V. U. and Hughes D. A. (2004), Review, automated estimation and

analyses of drought indices in South Asia. Working paper 83. Colombo, Sri

Lanka: International water management institute.

54. Shafer, B.A. and L.E. Dezman, (1982), Development of a Surface Water

Supply Index (SWSI) to Assess the Severity of Drought Conditions in

Snowpack Runoff Areas. Proceedings of the Western Snow Conference,

Colorado State University, Fort Collins, CO, pp. 164–175.

55. Stockdale, T.N. (2000), An overview of techniques for seasonal forecasting.

Stochastic. Environmental Research and Risk Assessment, 14, pp. 305-318.

56. Shukla J., Anderson J. and Tribbia J. (2000), Dynamical seasonal prediction.

Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 81, No. 11.

57. Taesoon Kim, Jun-Haeng Heo (2006), Application of multi-objective genetic

algorithms to multireservoir system optimization in the Han River basin.

58. Tarek Marabtene, Akira Kawanura, Kenji Jinno and Jonas Olsson (2002),

risk assessment for optimal drought management of an integrated water

resources system using a genetic algorithm.

59. Tushar Goel, Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm: NSGA-II.

60. Tsakiris G. , H Vangelis (2004). Towards a drought watch system based on

spatial SPI. Water Resources Management No1, 1-12pp.

61. William M. Alley, (1984), The Palmer drought severity index: Limitation

and Assumption.

62. Yakowiz (1982), Dynamic programming application in water resources.

63. http://www.unescap.org/

64. http://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/

http://www.springerlink.com/index/H3252566X316R1J5.pdf

http://www.springerlink.com/index/H3252566X316R1J5.pdf

http://journals.ametsoc.org/author/Alley%2C+William+M

http://www.unescap.org/


140

PHỤ LỤC

141

Phụ lục 1: Số liệu mưa tại trạm Vinh

LƯỢNG MƯA TRUNG BÌNH THÁNG TRẠM Đơn vị : mm

X1max Ngày xuất hiện

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Year

1960 32.7 21.0 143.9 29.2 218.9 93.0 41.9 179.0 282.9 596.5 130.0 29.8 1798.8 115.5 5/20

1961 43.9 39.6 63.5 76.2 257.0 274.2 70.5 144.8 732.4 347.5 167.3 207.5 2424.4 223.1 9/23

1962 21.8 9.4 56.9 111.4 36.0 124.2 117.2 142.0 809.3 328.8 123.0 15.7 1895.7 206.1 9/27

1963 10.1 40.3 50.8 24.7 42.5 214.3 113.5 157.4 508.9 699.0 178.4 47.8 2087.7 304.0 10/5

1964 54.1 42.7 26.9 19.9 223.1 37.8 74.8 169.5 545.1 876.5 187.1 75.9 2333.4 274.0 10/9

1965 24.4 84.1 58.6 106.1 190.4 307.8 115.6 392.5 285.9 358.1 229.2 183.3 2336.0 205.5 8/20

1966 58.1 44.3 52.2 44.5 330.2 1.7 21.1 158.2 99.7 814.3 190.8 77.7 1892.8 263.2 10/26

1967 39.3 35.0 16.2 94.5 189.7 64.9 13.8 140.0 858.3 311.5 294.1 62.2 2119.5 185.6 9/25

1968 8.9 42.1 47.1 85.9 75.4 41.6 m 224.0 324.5 215.8 206.3 133.8 m 87.2 12/15

1969 84.4 36.5 70.9 26.4 101.7 71.9 110.7 16.6 393.8 36.1 217.3 21.8 1188.1 107.5 9/20

1970 51.6 15.8 35.6 79.4 101.8 221.0 36.9 427.5 819.9 509.6 142.9 92.7 2534.7 216.6 9/6

142

1971 28.8 14.7 13.4 36.4 169.8 155.9 527.4 37.7 344.3 816.8 6.7 198.8 2350.7 298.0 10/26

1972 21.3 70.1 19.1 93.0 153.4 113.9 45.5 165.5 391.8 512.9 163.1 53.7 1803.3 152.8 10/3

1973 49.4 11.1 35.5 104.5 118.6 32.0 431.9 151.3 1618.1 430.3 43.1 15.9 3041.7 384.6 9/19

1974 83.8 41.6 54.5 49.7 124.5 78.9 4.7 356.2 77.8 421.5 176.3 58.6 1528.1 180.8 10/10

1975 115.1 31.2 43.9 4.0 112.1 100.5 22.3 483.5 499.2 149.8 93.7 25.2 1680.5 139.4 9/22

1976 53.4 59.9 68.7 51.8 73.7 118.6 35.2 70.7 91.3 321.8 462.7 44.1 1451.9 174.8 11/2

1977 60.8 24.2 29.7 48.4 77.6 0.1 30.9 241.0 220.9 244.3 137.3 70.6 1185.8 114.8 9/4

1978 61.2 68.3 61.5 85.9 50.2 85.5 58.9 423.3 1543.2 356.1 118.8 22.3 2935.2 309.8 9/17

1979 98.0 28.5 27.8 122.2 152.4 217.9 17.7 432.5 572.9 5.6 68.1 14.5 1758.1 227.6 9/22

1980 27.3 51.5 40.5 94.5 77.4 149.7 10.7 332.8 1071.4 315.8 56.2 168.8 2396.6 352.7 9/17

1981 63.9 42.3 30.3 117.3 187.2 33.5 351.7 93.8 779.3 694.9 135.7 2.9 2532.8 350.2 9/19

1982 86.5 72.3 104.5 42.6 130.6 74.9 19.7 44.9 393.4 843.4 710.8 20.2 2543.8 343.5 10/18

1983 61.6 58.1 43.4 38.8 25.4 102.6 159.2 176.2 136.2 1419.8 33.6 90.1 2345.0 366.3 10/3

1984 42.2 30.1 15.0 79.4 208.4 145.8 120.5 97.1 536.6 631.3 286.1 52.8 2245.3 329.1 10/14

143

1985 60.9 58.2 0.0 37.1 6.3 406.1 49.0 73.5 876.4 370.7 537.2 11.6 2487.0 387.9 9/10

1986 42.7 52.5 35.4 83.8 322.2 1.9 23.0 210.7 171.1 785.4 108.7 102.2 1939.6 362.7 10/23

1987 35.0 16.7 55.0 116.9 76.4 161.7 90.5 398.7 368.8 226.9 124.0 12.7 1683.3 202.6 8/22

1988 42.7 38.1 84.1 15.4 121.4 66.9 24.9 91.6 409.1 766.3 17.0 24.6 1702.1 252.4 9/17

1989 71.0 34.7 52.7 84.3 255.6 128.6 271.8 481.4 171.4 1592.8 289.4 86.8 3520.5 596.7 10/11

1990 58.2 68.9 54.6 43.7 144.1 58.1 391.2 345.0 389.6 939.1 162.2 23.4 2678.1 246.3 9/19

1991 92.6 15.9 46.8 62.5 92.1 62.3 48.5 247.9 326.7 1255.8 107.6 246.7 2605.4 301.1 10/20

1992 56.9 54.2 16.6 19.3 87.1 226.3 129.7 124.7 395.0 819.3 60.1 72.2 2061.4 182.3 10/6

1993 11.0 25.2 47.1 73.4 75.3 9.6 157.9 311.7 507.5 160.2 46.6 49.1 1474.6 223.4 8/29

1994 34.0 52.8 52.2 35.1 227.3 190.4 195.3 218.2 476.3 142.6 241.6 197.7 2063.5 107.0 11/16

1995 75.9 27.8 36.7 34.0 74.4 105.2 78.9 296.3 555.4 275.1 138.0 35.3 1733.0 186.5 8/30

1996 53.3 62.1 54.3 53.4 70.9 31.1 141.0 161.2 780.9 397.3 457.9 38.9 2302.3 208.9 9/22

1997 152.4 66.6 95.2 165.9 126.9 57.6 113.8 191.5 185.5 328.6 24.4 62.0 1570.4 93.8 5/29

1998 43.7 45.3 38.7 52.7 101.0 85.4 15.8 140.1 495.5 257.1 143.3 59.2 1477.8 208.7 9/26

144

1999 65.6 43.3 28.6 59.7 339.1 83.2 60.3 50.4 96.7 950.3 134.6 27.1 1938.9 221.3 10/15

2000 53.5 22.1 52.3 145.0 116.7 148.4 52.7 144.1 392.6 201.2 86.3 50.0 1464.9 143.5 9/8

2001 63.4 46.3 76.1 17.9 448.3 64.0 87.6 331.3 394.3 555.5 51.4 94.9 2231.0 259.0 10/23

2002 24.4 18.5 84.9 45.8 262.9 36.0 122.2 188.4 531.0 433.0 128.4 134.2 2009.7 150.6 9/19

2003 23.9 19.5 38.9 28.8 281.2 50.4 119.0 113.6 603.9 221.2 56.7 52.2 1609.3 156.6 5/30

2004 62.5 54.9 28.0 121.4 186.5 212.1 111.4 181.1 300.8 171.3 147.6 33.9 1611.5 125.7 9/19

2005 13.1 24.7 39.8 19.8 119.0 49.6 227.8 424.3 647.2 258.1 106.3 39.2 1968.9 196.7 9/18

2006 26.9 52.9 51.1 44.0 99.8 57.3 171.3 547.1 253.5 517.8 58.0 71.5 1951.2 162.0 10/3

2007 33.2 34.9 141.7 76.0 204.0 8.8 43.7 636.5 118.6 495.2 44.6 123.0 1960.2 166.5 8/7

2008 83.0 33.0 32.7 32.6 73.8 41.6 52.9 164.7 430.9 1037.6 75.5 58.7 2117.0 172.6 10/27

2009 37.2 19.6 92.4 84.7 123.3 3.5 108.5 339.9 373.8 108.6 61.1 56.6 1409.2 201.2 9/25

2010 61.3 28.6 11.7 78.6 26.3 70.6 110.2 868.5 94.4 1290.3 43.5 34.7 2718.7 391.5 10/17

Tr. Binh 52.2 39.8 50.2 64.7 146.9 103.5 111.0 245.9 476.2 525.8 157.1 70.3 2043.4 231.8

Tỷlệ K% 2.55 1.95 2.45 3.17 7.19 5.07 5.43 12.03 23.30 25.73 7.69 3.44 100.0

145

Phụ lục 2: Mức tưới cây trồng

Tần suất p=75%

Đơn vị: m3/ha

Vùng Lúa Màu

Cây HN Lúa ĐX Lúa HT Lúa Mùa Đ.Xuân Thu Mùa Đông

I 6384 0 5649 1664 1470 858 4226

II 6384 0 5649 1664 1470 858 4226

III 6392 7138 6105 1629 1030 989 4090

IV 6392 7138 6105 1629 1030 989 4090

V 6392 7138 6105 1629 1030 989 4090

VI 6530 7341 6166 1616 1954 1104 4376

VII 6162 7234 6190 1545 967 404 3711

VIII 6162 7234 6190 1545 967 404 3711

IX 6117 7361 5280 1271 1396 349 0

X 6002 7187 4595 1593 999 79 3889

XI 6030 7381 5142 1628 2142 478 3889

XII 6030 7381 5142 1628 2142 478 3889

XIII 6030 7381 5142 1628 2142 478 3889

XIV 6030 7381 5142 1628 2142 478 3889

Tần suất p=85%

Đơn vị: m3/ha

Vùng Lúa Màu

Cây HN Lúa ĐX Lúa HT Lúa Mùa Đ.Xuân Thu Mùa Đông

I 6578 0 5836 1820 1630 943 4508 II 6578 0 5836 1820 1630 943 4508 III 6541 7308 6387 1677 1236 1051 4334 IV 6541 7308 6387 1677 1236 1051 4334 V 6541 7308 6387 1677 1236 1051 4334 VI 6561 7528 6350 1639 2253 1171 4719 VII 6313 7669 6302 1629 1236 554 3946 VIII 6313 7669 6302 1629 1236 554 3946 IX 6270 7816 5462 1401 1812 424 3946 X 6207 7277 5113 1718 1220 118 3946 XI 6207 7277 5113 1718 1220 118 3946 XII 6205 7765 5544 1759 2250 482 4172 XIII 6205 7765 5544 1759 2250 482 4172 XIV 6205 7765 5544 1759 2250 482 4172

146

Phụ lục 3: Mặt cắt hiện trạng và mặt cắt đề xuất các kênh

149

Phụ lục 4: Nhu cầu nước trên lưu vực sông Cả

Đơn vị: 106m3

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm

Tần suất 75%

Vùng I 10,80 11,02 14,95 17,09 8,39 11,31 14,12 8,96 5,60 5,64 5,48 13,83 127,20

Vùng II 50,23 50,35 66,19 134,71 76,16 40,11 74,78 45,85 20,25 15,84 15,42 60,75 650,63

Vùng III 4,49 3,75 5,28 7,61 6,01 4,64 5,42 2,50 1,96 1,52 1,48 5,38 50,05

Vùng IV 31,10 31,30 39,13 46,56 33,77 30,04 36,65 31,37 25,41 26,30 24,68 35,51 391,81

Vùng V 48,13 42,63 46,72 45,20 47,42 45,53 46,98 46,81 45,22 46,72 45,20 49,40 555,95

Vùng VI 21,54 21,48 22,61 31,96 16,52 24,31 28,29 20,73 11,69 11,81 11,44 25,60 247,97

Vùng VII 44,43 36,10 52,72 82,30 62,66 67,45 75,11 26,24 10,88 5,79 6,47 55,32 525,46

Vùng VIII 76,39 72,44 81,11 99,07 66,30 46,51 58,47 53,89 44,22 44,82 47,17 73,48 763,87

Vùng IX 92,06 83,99 95,76 101,67 99,18 91,02 114,53 111,70 84,77 94,96 89,75 90,74 1150,12

Vùng X 56,92 45,39 41,48 40,15 55,25 47,53 49,23 43,20 40,15 41,48 40,15 78,33 579,26

Vùng XI 118,88 121,10 170,99 161,88 145,35 153,82 135,44 47,95 31,66 33,10 34,02 139,61 1293,79

Vùng XII 22,80 24,64 31,21 25,49 16,26 38,63 38,26 24,57 21,79 21,55 14,52 24,70 304,41

Vùng XIII 40,49 43,56 56,08 41,13 27,80 59,32 71,94 41,61 49,78 35,18 30,68 41,41 471,77

Vùng XIV 54,38 56,59 71,09 54,69 40,78 74,18 88,07 55,59 63,95 48,69 43,50 55,36 706,87

Tổng 672,62 644,35 795,31 889,50 701,85 734,40 837,28 560,97 457,32 433,38 409,97 749,42 7819,17

Tần suất 85%

Vùng I 11,04 11,41 15,38 17,42 9,18 11,40 14,14 9,32 5,60 5,64 5,48 13,86 129,88

150

Vùng II 51,64 52,11 68,17 136,05 78,17 43,04 76,79 49,14 20,30 15,84 15,42 60,89 667,57

Vùng III 4,42 4,12 5,64 7,41 6,10 5,21 5,98 2,05 2,38 1,52 1,50 5,59 51,91

Vùng IV 36,66 34,67 37,37 45,88 31,10 36,77 40,58 35,07 24,98 25,51 25,06 42,53 416,16

Vùng V 48,32 42,68 46,72 45,20 47,50 45,60 47,02 46,81 45,22 46,72 45,20 49,68 556,65

Vùng VI 21,36 21,79 23,67 32,64 16,62 25,07 29,13 21,97 11,72 11,81 11,82 25,86 253,46

Vùng VII 44,03 39,73 56,22 81,04 63,87 74,34 80,29 23,73 14,32 5,81 6,73 57,52 547,62

Vùng VIII 77,44 72,61 82,96 100,53 70,22 47,18 58,77 54,51 44,86 45,18 49,07 73,19 776,53

Vùng IX 92,28 84,08 96,62 102,40 100,54 91,51 116,21 112,45 86,43 96,84 89,89 90,77 1160,02

Vùng X 58,90 46,39 41,48 40,15 56,95 48,98 50,27 43,50 40,15 41,48 40,15 82,27 590,66

Vùng XI 120,04 120,70 171,31 164,10 147,34 158,71 142,13 51,62 32,89 33,30 34,73 140,55 1317,43

Vùng XII 23,17 24,84 31,61 26,58 16,55 40,88 38,71 25,60 22,12 21,75 14,61 24,29 310,69

Vùng XIII 36,64 37,97 47,78 37,84 27,41 52,17 59,50 38,75 43,34 32,66 29,43 36,61 480,09

Vùng XIV 54,91 56,88 71,61 56,68 41,05 78,17 89,19 58,06 64,94 48,93 44,06 54,86 719,33

Tổng 680,83 649,98 796,52 893,91 712,60 759,03 848,68 572,59 459,25 432,98 413,15 758,48 7978,00

151

Phụ lục 5: Kết quả kiểm định mô hình

KẾT QUẢ KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH NĂM 2000

(Tại Dua)

0

200

400

600

800

1000

1200

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Month

Q (

m3/s

)

Thuc do

Mo phong


(Tại Dừa)


(Tại Cửa Rào)

0

100

200

300

400

500

600


Month

Q (

m3/s

)

Thuc do

Mo phong


(Tại Cửa Rào)

152


(Tại Quy Chau)

0

25

50

75

100

125

150

175


Month

Q (

m3/s

)Thuc do

Mo phong


(Tại Quỳ Châu)

153

Phụ lục 6: Số liệu về hồ chứa

- Dung tích làm việc, dung tích chết, dung tích tổng cộng;

- Quan hệ dung tích - mực nước hồ W - Z;

- Khả năng xả của đập tràn;

- Lưu lượng thiết kế xả xuống hạ du và quan hệ Q~h;

- Biểu đồ điều phối.

Thông số cơ bản các công trình lợi dụng tổng hợp đã xây dựng

Thôngsố BảnVẽ KheBố NhạnHạc BảnCộc BảnMồng NgànTrươi

Flưuvực (km2) 8.760 14.300 540 145 2.785 408

Qbq (m3/s) 132,1 93,4 26,3

Qtk(m3/s) 12.500 5.870 4.880

- Ftưới (ha) 0 350 210 18.871 32.500

- Qxảhạ du (m3/s) 80,0 95,5 14,5 7,4 22,0 4,0

- MNDBT (m) 200 65 135,5 385 76,4 52,0

- MNC (m) 145 63 135,5 385 71 25

- MNDGC (m) 203 137,5 387 76,56 54,56

- Wtoànbộ (106 m3) 1.700 97,8 235,5 932,7

- Whữuích (106 m3) 1.135 109,76 704,0

- Wc (106 m3) 565 125,74 71,7

- Wphònglũ (106m3) 300 - 157

- Fngập(ha) 3.123 1035 730 2.572 4.310

- Nlm (MW) 320 100 25 16 42 15

Nbđ (MW) 95,0 26,4 8 5,5 8,5 5,13

154

Phụ lục 7

Kết quả tính toán ETo

Tháng

Nhiệt độ

trung bình

Độ ẩm

trùng

bình

Tốc độ gió

trung bình

Số giờ nắng

trung bình ETo

1 18.4 75 29 6.6 2.26

2 20.2 79 22 6 2.54

3 23.2 73 24 11.2 4.26

4 23.6 84 26 10 4.39

5 28.6 81 14 13.1 5.85

6 30.7 91 11 13 6.4

7 29.9 88 17 12 5.99

8 28.4 90 15 11.5 5.6

9 27.6 89 13 11.9 5.39

10 24.1 89 33 10 3.99

11 22.5 90 40 7 2.8

12 19.1 81 30 8.1 2.47

Trungbình 24.7 84 23 10 4.33

Etc = Kc x ETo. Tham khảo bảng 11 và bảng 12 trong FAO 56, hệ số Kc được lấy

= 1.15. Như vậy ta có Etc:

155

Kết quả tính toán ETc

Tháng Nhiệt độ

trung

bình

Độ ẩm

trùng bình

Tốc độ gió

trung bình

Số giờ nắng

trung bình ETo ETc

1 18.4 75 29 6.6 2.26 2.486

2 20.2 79 22 6 2.54 2.794

3 23.2 73 24 11.2 4.26 4.686

4 23.6 84 26 10 4.39 4.829

5 28.6 81 14 13.1 5.85 6.435

6 30.7 91 11 13 6.4 7.04

7 29.9 88 17 12 5.99 6.589

8 28.4 90 15 11.5 5.6 6.16

9 27.6 89 13 11.9 5.39 5.929

10 24.1 89 33 10 3.99 4.389

11 22.5 90 40 7 2.8 3.08

12 19.1 81 30 8.1 2.47 2.717

Trung bình 24.7 84 23 10 4.33 4.763

156

Phụlục 8: Kếtquảtínhtoáncânbằngnước

Tổng lượng nước thiếu hụt trên lưu vực sông Cả - P=75%

Vùng/Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Vùng I

Lượng nước đến(m3/s) 2,81 2,69 2,86 2,39 4,72 6,27 4,27 9,17 10,05 5,85 3,32 2,72

Lượng nước cần (m3/s) 4,17 4,25 5,77 6,59 3,24 4,36 5,45 3,46 2,16 2,18 2,11 5,34

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -1,36 -1,57 -2,90 -4,21 0,00 0,00 -1,18 0,00 0,00 0,00 0,00 -2,61

Tổng lượng nước thiếu

hụt(106m3) -3,52 -4,06 -7,53 -10,90 0,00 0,00 -3,05 0,00 0,00 0,00 0,00 -6,77 -35,84

Vùng II

Lượng nước đến(m3/s) 13,28 12,93 13,43 12,10 18,65 22,99 17,37 31,12 33,59 21,81 14,71 13,03

Lượng nước cần (m3/s) 19,38 19,42 25,54 51,97 29,38 15,47 28,85 17,69 7,81 6,11 5,95 23,44

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -6,10 -6,49

-

12,11 -39,88

-

10,73 0,00 -11,48 0,00 0,00 0,00 0,00

-

10,41


hụt(106m3)

-

15,81

-

16,82

-

31,39

-

103,36

-

27,81 0,00 -29,75 0,00 0,00 0,00 0,00

-

26,97

-

251,92

Vùng III

Lượng nước đến(m3/s) 2,27 2,20 2,09 2,06 3,16 1,43 1,19 4,08 3,53 2,49 2,31 1,69

157

Lượng nước cần (m3/s) 1,73 1,45 2,04 2,94 2,32 1,79 2,09 0,96 0,76 0,59 0,57 2,07

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 -0,87 0,00 -0,36 -0,90 0,00 0,00 0,00 0,00 -0,38


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -2,27 0,00 -0,93 -2,34 0,00 0,00 0,00 0,00 -1,00 -6,54

Vùng IV

Lượng nước đến(m3/s) 16,18 17,67 13,12 12,25 13,45 11,03 11,57 13,46 87,50 107,96 30,49 24,23

Lượng nước cần (m3/s) 12,00 12,08 15,09 17,96 13,03 11,59 14,14 12,10 9,80 10,15 9,52 13,70

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -1,98 -5,71 0,00 -0,56 -2,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 -5,12 -14,81 0,00 -1,46 -6,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -28,04

Vùng V

Lượng nước đến(m3/s) 27,5 29,26 25,85 17,71 28,49 30,69 20,35 31,79 73,7 95,04 62,04 30,69

Lượng nước cần (m3/s) 18,57 16,45 18,02 17,44 18,29 17,57 18,13 18,06 17,44 18,02 17,44 19,06

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Vùng VI

Lượng nước đến(m3/s) 41,40 40,80 37,90 28,10 49,20 36,30 22,20 27,50 154,30 231,50 137,60 63,60

Lượng nước cần (m3/s) 8,31 8,29 8,72 12,33 6,37 9,38 10,91 8,00 4,51 4,56 4,41 9,88

158



hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Vùng VII

Lượng nước đến(m3/s) 24,24 24,19 24,26 24,06 25,09 25,77 24,89 27,05 27,44 25,58 24,47 24,20

Lượng nước cần (m3/s) 17,14 13,93 20,34 31,75 24,17 26,02 28,98 10,12 4,20 2,24 2,50 21,34

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 -7,70 0,00 -0,25 -4,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -19,95 0,00 -0,65 -10,61 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -31,21

Vùng VIII

Lượng nước đến(m3/s) 27,56 26,35 28,07 23,42 46,33 61,49 41,85 89,91 98,52 57,35 32,55 26,70

Lượng nước cần (m3/s) 29,47 27,95 31,29 38,22 25,58 17,94 22,56 20,79 17,06 17,29 18,20 28,35

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -1,91 -1,59 -3,22 -14,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -1,65


hụt(106m3) -4,96 -4,13 -8,34 -38,36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -4,28 -60,07

Vùng IX

Lượng nước đến(m3/s) 50,88 40,61 37,36 39,03 41,64 168,09 291,38 241,01 282,17 146,13 96,80 76,03

Lượng nước cần (m3/s) 35,52 32,40 36,94 39,22 38,26 35,12 44,18 43,09 32,70 36,64 34,63 35,01

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 -0,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

159


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -0,52 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -0,52

Vùng X

Lượng nước đến(m3/s) 41,30 35,20 31,40 37,20 42,70 98,30 105,40 292,20 179,60 115,20 71,60 52,50

Lượng nước cần (m3/s) 21,96 17,51 16,00 15,49 21,32 18,34 18,99 16,67 15,49 16,00 15,49 30,22



hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Vùng XI

Lượng nước đến(m3/s) 58,67 57,33 55,71 52,95 56,73 58,57 54,31 62,80 67,05 48,36 57,39 45,14

Lượng nước cần (m3/s) 45,86 46,72 65,97 62,45 56,08 59,34 52,25 18,50 12,21 12,77 13,13 53,86

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00

-

10,26 -9,50 0,00 -0,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -8,72


hụt(106m3) 0,00 0,00

-

26,59 -24,64 0,00 -2,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

-

22,60 -75,82

Vùng XII

Lượng nước đến(m3/s) 12,80 10,11 8,51 9,95 15,85 21,63 53,34 56,03 61,16 59,56 21,11 14,37

Lượng nước cần (m3/s) 8,79 9,51 12,04 9,83 6,27 14,90 14,76 9,48 8,41 8,31 5,60 9,53

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -3,53 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tổng lượng nước thiếu 0,00 0,00 -9,16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -9,16

160

hụt(106m3)

Vùng XIII

Lượng nước đến(m3/s) 21,34 16,86 14,18 16,59 26,42 36,05 88,90 93,38 101,94 99,26 35,18 23,95

Lượng nước cần (m3/s) 15,62 16,81 21,64 15,87 10,72 22,88 27,75 16,05 19,20 13,57 11,84 15,97

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -7,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00

-

19,32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -19,32

Vùng XIV

Lượng nước đến(m3/s) 23,2 23,2 22,8 21,9 22,8 21,9 21,9 21,9 27,7 27,7 27,7 27,7

Lượng nước cần (m3/s) 20,98 21,83 27,43 21,10 15,73 28,62 33,98 21,45 24,67 18,78 16,78 21,36

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -4,63 0,00 0,00 -6,72 -12,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00

-

11,99 0,00 0,00 -17,42 -31,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -60,71

Tổng lượng nước thiếu hụt toàn lưu vực

-

579,14

161

Tổng lượng nước thiếu hụt trên lưu vực sông Cả - P=85%

Vùng/Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Vùng I

Lượng nước đến(m3/s) 2,20 2,10 2,24 1,87 3,70 4,91 3,34 7,17 7,86 4,58 2,60 2,13

Lượng nước cần (m3/s) 4,26 4,40 5,93 6,72 3,54 4,40 5,46 3,60 2,16 2,18 2,11 5,35

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -2,06 -2,30 -3,69 -4,85 0,00 0,00 -2,12 0,00 0,00 0,00 0,00 -3,22


hụt(106m3) -5,34 -5,96 -9,57 -12,58 0,00 0,00 -5,49 0,00 0,00 0,00 0,00 -8,34 -47,28

Vùng II

Lượng nước đến(m3/s) 13,03 12,76 13,14 12,12 15,14 18,46 16,16 24,68 26,56 17,55 12,12 10,84

Lượng nước cần (m3/s) 19,92 20,11 26,30 52,49 30,16 16,61 29,62 18,96 7,83 6,11 5,95 23,49

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -6,90 -7,34

-

13,16 -40,37

-

15,02 0,00 -13,47 0,00 0,00 0,00 0,00

-

12,66


hụt(106m3)

-

17,88

-

19,03

-

34,11

-

104,63

-

38,94 0,00 -34,91 0,00 0,00 0,00 0,00

-

32,80 -282,31

Vùng III

Lượng nước đến(m3/s) 1,25 1,21 1,15 1,14 1,74 0,79 0,66 2,25 1,94 1,37 1,27 0,93

Lượng nước cần (m3/s) 1,70 1,59 2,17 2,86 2,35 2,01 2,31 0,79 0,92 0,59 0,58 2,16

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -0,45 -0,38 -1,03 -1,72 -0,61 -1,22 -1,65 0,00 0,00 0,00 0,00 -1,23

162


hụt(106m3) -1,18 -0,98 -2,66 -4,47 -1,59 -3,16 -4,28 0,00 0,00 0,00 0,00 -3,18 -21,50

Vùng IV

Lượng nước đến(m3/s) 15,54 16,97 12,60 11,77 12,92 10,59 11,12 12,93 84,07 103,72 29,29 23,28

Lượng nước cần (m3/s) 14,14 13,37 14,42 17,70 12,00 14,18 15,66 13,53 9,64 9,84 9,67 16,41

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -1,81 -5,93 0,00 -3,59 -4,54 -0,60 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 -4,70 -15,37 0,00 -9,31 -11,76 -1,56 0,00 0,00 0,00 0,00 -42,70

Vùng V

Lượng nước đến(m3/s) 25,16 26,77 23,65 16,20 26,07 28,08 18,62 29,09 67,44 86,96 56,77 28,08

Lượng nước cần (m3/s) 18,64 16,47 18,02 17,44 18,33 17,59 18,14 18,06 17,44 18,02 17,44 19,17

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 -1,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -3,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -3,20

Vùng VI

Lượng nước đến(m3/s) 37,26 36,72 34,11 25,29 44,28 32,67 19,98 24,75 138,87 208,35 123,84 57,24

Lượng nước cần (m3/s) 8,24 8,41 9,13 12,59 6,41 9,67 11,24 8,48 4,52 4,56 4,56 9,98



hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

163

Vùng VII

Lượng nước đến(m3/s) 23,03 22,98 23,05 23,85 23,83 25,48 23,64 25,70 26,07 24,30 23,24 22,99

Lượng nước cần (m3/s) 16,99 15,33 21,69 31,27 24,64 28,68 30,98 9,15 5,52 2,24 2,60 22,19

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 0,00 -7,41 -0,81 -3,20 -7,34 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 -19,22 -2,10 -8,30 -19,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -48,63

Vùng VIII

Lượng nước đến(m3/s) 26,46 25,30 26,95 22,49 44,48 59,03 40,18 86,31 94,58 55,06 31,25 25,63

Lượng nước cần (m3/s) 29,87 28,01 32,01 38,79 27,09 18,20 22,67 21,03 17,31 17,43 18,93 28,24

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) -3,42 -2,72 -5,06 -16,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -2,61


hụt(106m3) -8,86 -7,04

-

13,11 -42,25 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -6,76 -78,02

Vùng IX

Lượng nước đến(m3/s) 48,34 38,58 35,49 37,07 39,56 159,68 276,81 228,96 268,07 138,82 91,96 72,22

Lượng nước cần (m3/s) 35,60 32,44 37,28 39,50 38,79 35,31 44,83 43,39 33,34 37,36 34,68 35,02

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00 -1,78 -2,43 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 0,00 -4,63 -6,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -10,93

Vùng X

164

Lượng nước đến(m3/s) 37,17 31,68 28,26 33,48 38,43 88,47 94,86 262,98 161,64 103,68 64,44 47,25

Lượng nước cần (m3/s) 22,72 17,90 16,00 15,49 21,97 18,90 19,39 16,78 15,49 16,00 15,49 31,74



hụt(106m3) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Vùng XI

Lượng nước đến(m3/s) 55,74 54,47 52,92 50,30 53,90 55,65 51,60 59,66 63,69 45,94 54,52 42,89

Lượng nước cần (m3/s) 46,31 46,57 66,09 63,31 56,85 61,23 54,83 19,92 12,69 12,85 13,40 54,23

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 0,00

-

13,17 -13,01 -2,95 -5,58 -3,23 0,00 0,00 0,00 0,00

-

11,34


hụt(106m3) 0,00 0,00

-

34,13 -33,72 -7,64 -14,47 -8,38 0,00 0,00 0,00 0,00

-

29,39 -127,74

Vùng XII

Lượng nước đến(m3/s) 11,65 9,20 7,74 9,06 14,43 19,69 48,54 50,98 55,66 54,20 19,21 13,07

Lượng nước cần (m3/s) 8,94 9,58 12,19 10,25 6,38 15,77 14,93 9,88 8,54 8,39 5,64 9,37

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 -0,38 -4,45 -1,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 -0,99

-

11,54 -3,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -15,62

Vùng XIII

Lượng nước đến(m3/s) 18,14 13,99 11,77 13,77 22,46 30,65 75,56 79,37 86,65 84,37 29,91 20,35

165

Lượng nước cần (m3/s) 14,14 14,65 18,43 14,60 10,57 20,13 22,95 14,95 16,72 12,60 11,35 14,13

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 -0,66 -6,66 -0,83 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 -1,71

-

17,27 -2,15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -21,13

Vùng XIV

Lượng nước đến(m3/s) 21,58 21,58 21,20 20,37 21,20 20,37 20,37 20,37 25,76 25,76 25,76 25,76

Lượng nước cần (m3/s) 21,18 21,94 27,63 21,87 15,84 30,16 34,41 22,40 25,05 18,88 17,00 21,17

Lượng nước thiếu hụt (m3/s) 0,00 -0,37 -6,42 -1,50 0,00 -9,79 -14,04 -2,03 0,71 0,00 0,00 0,00


hụt(106m3) 0,00 -0,96

-

16,64 -3,89 0,00 -25,38 -36,39 -5,27 1,84 0,00 0,00 0,00 -86,69

Tổng lượng nước thiếu hụt toàn lưu vực -785,744

166

Phụlục9: Bảngtraquanhệmưa, mựcnướctrênkênhvàlượngnướctiêu

Lượng mưa 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240

Mực nước

trong kênh

0 -342650 -318620 -290140 -259880 -219830 -178890 -142400 -103240 -72980 -40940 -12460 -890

10 -346210 -322180 -294590 -266110 -226060 -192240 -153970 -115700 -79210 -48060 -17800 -890

20 -354220 -330190 -303490 -274120 -238520 -194020 -159310 -121930 -91670 -56070 -28480 -3560

30 -359560 -336420 -308830 -285690 -248310 -207370 -167320 -129940 -95230 -65860 -36490 -10680

40 -366680 -342650 -323070 -288360 -259880 -212710 -179780 -142400 -105910 -72090 -41830 -15130

50 -374690 -355110 -328410 -300820 -266110 -221610 -188680 -156640 -114810 -80990 -51620 -19580

60 -383590 -360450 -334640 -312390 -280350 -240300 -201140 -164650 -121930 -90780 -58740 -30260

70 -388930 -371130 -347100 -318620 -287470 -255430 -210040 -176220 -139730 -97010 -70310 -41830

80 -400500 -379140 -350660 -328410 -301710 -265220 -227840 -184230 -151300 -114810 -82770 -48060

90 -412960 -392490 -366680 -340870 -317730 -278570 -244750 -198470 -161090 -122820 -93450 -60520

100 -418300 -399610 -375580 -351550 -325740 -290140 -258990 -210040 -173550 -138840 -101460 -67640

110 -426310 -407620 -389820 -364010 -339090 -308830 -274120 -226950 -186900 -152190 -120150 -85440

120 -438770 -420970 -396050 -375580 -349770 -322180 -289250 -242080 -201140 -167320 -129940 -99680

130 -447670 -428980 -410290 -389820 -365790 -336420 -298150 -256320 -217160 -180670 -145960 -110360

140 -458350 -440550 -420970 -398720 -378250 -341760 -317730 -276790 -234070 -192240 -158420 -126380

150 -470810 -453010 -434320 -412070 -388930 -360450 -332860 -292810 -251870 -216270 -172660 -142400

160 -482380 -462800 -445000 -427200 -405840 -374690 -344430 -306160 -273230 -226950 -194020 -153970

170 -492170 -476150 -457460 -437880 -419190 -392490 -364010 -332860 -285690 -250090 -209150 -178000

180 -507300 -485050 -470810 -453010 -430760 -409400 -380920 -341760 -308830 -266110 -227840 -190460

190 -517980 -504630 -485940 -469920 -446780 -425420 -395160 -356890 -323070 -282130 -252760 -208260

200 -534000 -510860 -500180 -482380 -461020 -439660 -412070 -383590 -351550 -299040 -267000 -230510

210 -543790 -527770 -516200 -500180 -477930 -455680 -434320 -405840 -364900 -322180 -289250 -249200

220 -566930 -553580 -534000 -519760 -499290 -477930 -450340 -427200 -388930 -344430 -306160 -273230

167

230 -582060 -571380 -549130 -536670 -523320 -497510 -474370 -448560 -410290 -371130 -335530 -291920

240 -599860 -588290 -572270 -555360 -542900 -520650 -500180 -475260 -434320 -386260 -358670 -318620

250 -628340 -624780 -598970 -584730 -558030 -546460 -525990 -501960 -464580 -416520 -378250 -344430

260 -651480 -637240 -628340 -605200 -591850 -570490 -545570 -519760 -483270 -443220 -401390 -369350

270 -685300 -664830 -654150 -640800 -618550 -594520 -573160 -552690 -509080 -472590 -430760 -399610

280 -702210 -683520 -678180 -662160 -641690 -629230 -599860 -581170 -535780 -487720 -453900 -420970

290 -732470 -722680 -703100 -694200 -663050 -647030 -625670 -599860 -557140 -519760 -489500 -454790

300 -768960 -745820 -735140 -717340 -690640 -671950 -648810 -631010 -591850 -546460 -516200 -481490

310 -792100 -773410 -767180 -736920 -718230 -701320 -684410 -647920 -630120 -572270 -541120 -501070

320 -809010 -798330 -784090 -772520 -739590 -734250 -712000 -679960 -648810 -602530 -566930 -534890

330 -844610 -827700 -809900 -786760 -774300 -752050 -728020 -707550 -667500 -635460 -597190 -559810

340 -873090 -858850 -849950 -826810 -810790 -789430 -771630 -740480 -703100 -664830 -616770 -593630

350 -905130 -890890 -873980 -855290 -837490 -817020 -792100 -770740 -728020 -694200 -658600 -618550

360 -934500 -924710 -895340 -889110 -868640 -854400 -824140 -812570 -764510 -729800 -685300 -644360

370 -976330 -962980 -940730 -920260 -908690 -882880 -864190 -833040 -796550 -756500 -716450 -686190

380 -996800 -986120 -966540 -955860 -936280 -923820 -892670 -863300 -830370 -797440 -757390 -720010

390 -1035070 -1019050 -1010150 -985230 -973660 -957640 -925600 -903350 -865970 -827700 -786760 -752940

400 -1066220 -1054650 -1041300 -1026170 -1005700 -988790 -960310 -937170 -906910 -858850 -818800 -788540

410 -1094700 -1084910 -1077790 -1060880 -1035070 -1023500 -995910 -973660 -935390 -894450 -848170 -814350

420 -1128520 -1110720 -1093810 -1082240 -1072450 -1058210 -1031510 -999470 -971880 -910470 -880210 -848170

430 -1161450 -1146320 -1133860 -1122290 -1096480 -1079570 -1054650 -1032400 -1003030 -967430 -919370 -885550

440 -1193490 -1173910 -1169460 -1150770 -1136530 -1118730 -1087580 -1064440 -1025280 -990570 -944290 -921150

450 -1226420 -1213960 -1200610 -1191710 -1164120 -1149880 -1124070 -1100040 -1066220 -1034180 -984340 -945180

460 -1253120 -1240660 -1228200 -1206840 -1197050 -1180140 -1151660 -1128520 -1096480 -1053760 -1007480 -979000

470 -1274480 -1269140 -1256680 -1239770 -1227310 -1199720 -1182810 -1164120 -1129410 -1083130 -1040410 -1015490

480 -1304740 -1297620 -1286050 -1279820 -1253120 -1232650 -1217520 -1193490 -1158780 -1121400 -1079570 -1045750

490 -1337670 -1326100 -1315420 -1300290 -1280710 -1263800 -1255790 -1223750 -1184590 -1155220 -1111610 -1079570

500 -1359920 -1346570 -1344790 -1333220 -1309190 -1294060 -1277150 -1251340 -1222860 -1187260 -1151660 -1110720

168

Lượng mưa 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120

Mực nước

trong kênh

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

50 -3560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 -6230 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

70 -12460 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

80 -22250 -2670 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

90 -32040 -7120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

100 -41830 -16020 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

110 -54290 -25810 -2670 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 -64080 -37380 -10680 0 0 0 0 0 0 0 0 0

130 -74760 -48060 -18690 -890 0 0 0 0 0 0 0 0

140 -96120 -59630 -33820 -8900 0 0 0 0 0 0 0 0

150 -105910 -73870 -44500 -19580 -890 0 0 0 0 0 0 0

160 -125490 -89890 -61410 -32930 -8900 0 0 0 0 0 0 0

170 -137060 -108580 -78320 -44500 -21360 -2670 0 0 0 0 0 0

180 -155750 -123710 -98790 -66750 -34710 -13350 0 0 0 0 0 0

190 -172660 -139730 -107690 -82770 -52510 -28480 -5340 0 0 0 0 0

200 -189570 -161980 -129940 -102350 -72090 -42720 -18690 -2670 0 0 0 0

210 -210930 -185120 -152190 -120150 -90780 -61410 -39160 -13350 -1780 0 0 0

220 -236740 -202920 -171770 -139730 -115700 -82770 -59630 -38270 -10680 -890 0 0

230 -253650 -227840 -200250 -164650 -135280 -105910 -80990 -62300 -40050 -16020 -4450 0

240 -285690 -253650 -230510 -186900 -162870 -133500 -103240 -88110 -70310 -39160 -32040 -20470

169

250 -303490 -280350 -234960 -210040 -181560 -157530 -133500 -113920 -87220 -60520 -53400 -45390

260 -326630 -307050 -274120 -241190 -218050 -182450 -154860 -145070 -116590 -87220 -80990 -77430

270 -365790 -331080 -297260 -263440 -240300 -216270 -176220 -166430 -137950 -108580 -106800 -100570

280 -387150 -348880 -310610 -288360 -268780 -234070 -214490 -195800 -177110 -136170 -131720 -127270

290 -420970 -383590 -348880 -314170 -288360 -259880 -240300 -221610 -203810 -167320 -158420 -153970

300 -441440 -407620 -372910 -345320 -314170 -279460 -254540 -245640 -222500 -190460 -187790 -183340

310 -470810 -439660 -397830 -367570 -347100 -325740 -282130 -274120 -250090 -225170 -214490 -212710

320 -496620 -459240 -425420 -400500 -375580 -339980 -315060 -301710 -282130 -243860 -238520 -234070

330 -526880 -495730 -462800 -423640 -399610 -369350 -335530 -331080 -307940 -274120 -263440 -262550

340 -542900 -515310 -488610 -447670 -422750 -397830 -368460 -355110 -330190 -299930 -295480 -291030

350 -582950 -550020 -514420 -481490 -460130 -433430 -407620 -388040 -367570 -333750 -338200 -326630

360 -613210 -582950 -552690 -522430 -493950 -465470 -440550 -429870 -398720 -367570 -356000 -346210

370 -644360 -614990 -579390 -548240 -529550 -500180 -467250 -448560 -424530 -397830 -391600 -392490

380 -680850 -647030 -617660 -584730 -561590 -532220 -504630 -491280 -464580 -439660 -437880 -424530

390 -720010 -681740 -649700 -629230 -588290 -561590 -525990 -517980 -494840 -468140 -458350 -441440

400 -742260 -718230 -689750 -650590 -623000 -598080 -571380 -554470 -536670 -499290 -496620 -481490

410 -776080 -750270 -712890 -689750 -662160 -624780 -599860 -582950 -563370 -535780 -531330 -526880

420 -821470 -780530 -752050 -720900 -696870 -655930 -631010 -620330 -601640 -566930 -558920 -551800

430 -849060 -818800 -793880 -748490 -732470 -701320 -660380 -648810 -629230 -597190 -592740 -591850

440 -878430 -844610 -815240 -779640 -752940 -731580 -699540 -689750 -660380 -631010 -624780 -620330

450 -916700 -872200 -846390 -824140 -793880 -762730 -732470 -720010 -691530 -673730 -661270 -655930

460 -942510 -906910 -880210 -851730 -826810 -794770 -769850 -750270 -722680 -698650 -683520 -685300

470 -985230 -944290 -912250 -885550 -857070 -832150 -801000 -784980 -764510 -734250 -738700 -713780

480 -1016380 -980780 -943400 -913140 -891780 -863300 -834820 -825920 -790320 -775190 -755610 -757390

490 -1042190 -1008370 -976330 -948740 -925600 -903350 -865970 -853510 -823250 -804560 -787650 -789430

500 -1072450 -1045750 -1011040 -975440 -954080 -927380 -902460 -883770 -853510 -833040 -822360 -820580

170

Lượngmưa 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Mực nước

trong kênh

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

70 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

110 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

130 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

140 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

150 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

170 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

180 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

190 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

210 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

220 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

230 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

240 -13350 -890 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

171

250 -36490 -25810 -21360 -11570 -9790 -6230 -6230 -8900 0 0 0 0

260 -66750 -54290 -47170 -40050 -39160 -32930 -32040 -32930 -32040 -32040 -34710 -35600

270 -92560 -80990 -74760 -70310 -64080 -56960 -56960 -56960 -64080 -57850 -57850 -58740

280 -116590 -106800 -100570 -93450 -89000 -84550 -84550 -87220 -87220 -85440 -84550 -87220

290 -147740 -129940 -124600 -120150 -113030 -108580 -108580 -108580 -107690 -107690 -108580 -109470

300 -169990 -162870 -154860 -149520 -137060 -137950 -136170 -136170 -138840 -139730 -136170 -135280

310 -196690 -193130 -181560 -178890 -171770 -171770 -169100 -169990 -171770 -163760 -165540 -166430

320 -230510 -221610 -210040 -209150 -196690 -199360 -194910 -191350 -191350 -188680 -194910 -190460

330 -253650 -237630 -232290 -226950 -225170 -218050 -218940 -221610 -220720 -219830 -220720 -216270

340 -273230 -274120 -267000 -258990 -256320 -248310 -249200 -249200 -246530 -248310 -244750 -243860

350 -326630 -308830 -296370 -288360 -281240 -285690 -279460 -278570 -282130 -280350 -280350 -275900

360 -344430 -336420 -332860 -323070 -315950 -313280 -314170 -312390 -315060 -312390 -316840 -314170

370 -381810 -369350 -356890 -355110 -351550 -347990 -350660 -348880 -348880 -346210 -345320 -345320

380 -412960 -396940 -390710 -391600 -383590 -376470 -378250 -375580 -377360 -380030 -374690 -372020

390 -450340 -432540 -425420 -416520 -412070 -411180 -412960 -411180 -417410 -420970 -407620 -408510

400 -483270 -464580 -461910 -455680 -458350 -444110 -447670 -443220 -442330 -440550 -444110 -443220

410 -516200 -501960 -493950 -489500 -483270 -478820 -483270 -476150 -477040 -480600 -471700 -475260

420 -544680 -541120 -522430 -527770 -518870 -509970 -511750 -513530 -515310 -509080 -517090 -505520

430 -583840 -570490 -558030 -547350 -546460 -543790 -549130 -541120 -544680 -550020 -541120 -541120

440 -609650 -598970 -597190 -591850 -585620 -584730 -578500 -575830 -573160 -574050 -574940 -581170

450 -655040 -636350 -629230 -621220 -622110 -614100 -613210 -614100 -614990 -612320 -607870 -606090

460 -678180 -665720 -660380 -653260 -645250 -642580 -647920 -641690 -642580 -636350 -640800 -647030

470 -709330 -695090 -691530 -685300 -678180 -680850 -679960 -680850 -675510 -679070 -670170 -671950

480 -743150 -734250 -721790 -720010 -715560 -716450 -712000 -713780 -709330 -706660 -709330 -703990

490 -782310 -763620 -767180 -757390 -753830 -749380 -741370 -742260 -743150 -745820 -736920 -743150

500 -814350 -800110 -790320 -784090 -776080 -773410 -776970 -781420 -770740 -772520 -769850 -773410

172

Phụ lục 10: Bảng tra quan hệ mưa, mực nước trên kênh và mực nước cuối ngày trên kênh

Lượng mưa 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240

Mực nước

Trong kênh

0 3.915253 3.76667 3.630126 3.512601 3.408818 3.301224 3.192152 3.078443 2.957809 2.828905 2.693758 2.511951

10 3.935169 3.784786 3.646819 3.5257 3.421336 3.315251 3.207543 3.09533 2.975902 2.852878 2.72082 2.554838

20 3.95653 3.804326 3.663433 3.541717 3.435859 3.329618 3.225107 3.116005 2.997225 2.879185 2.753517 2.601684

30 3.979896 3.824812 3.683037 3.557585 3.450179 3.345552 3.243752 3.133913 3.021564 2.904923 2.781041 2.638948

40 4.002339 3.846482 3.703877 3.575607 3.465667 3.363314 3.263241 3.152538 3.045024 2.929807 2.80623 2.679871

50 4.027392 3.869173 3.725231 3.594067 3.48055 3.380364 3.277782 3.170851 3.068918 2.954742 2.838848 2.714217

60 4.052265 3.893787 3.745401 3.612315 3.498013 3.39669 3.296811 3.19134 3.087052 2.975915 2.86776 2.747677

70 4.080038 3.918674 3.768944 3.634891 3.51497 3.413479 3.314048 3.211488 3.109128 3.002179 2.892234 2.780868

80 4.106897 3.944772 3.793197 3.654591 3.533061 3.430413 3.329861 3.233831 3.130784 3.029294 2.920461 2.813077

90 4.134902 3.970972 3.818583 3.678036 3.553273 3.445431 3.346673 3.252909 3.149611 3.051072 2.945645 2.843705

100 4.162379 3.998778 3.84347 3.700521 3.572961 3.464053 3.366181 3.270544 3.171487 3.074214 2.969669 2.872699

110 4.192482 4.024967 3.869375 3.724043 3.593596 3.478961 3.384381 3.289303 3.191236 3.096338 2.996179 2.89556

120 4.222483 4.053186 3.895738 3.749073 3.617183 3.498639 3.401547 3.30525 3.213417 3.114249 3.020349 2.921036

130 4.252874 4.082887 3.920944 3.772951 3.638085 3.517494 3.415554 3.321074 3.232261 3.135074 3.041377 2.943626

140 4.284155 4.111354 3.949697 3.797731 3.659913 3.536685 3.431587 3.337072 3.249777 3.155872 3.06423 2.968358

150 4.315225 4.141213 3.977745 3.823911 3.68159 3.555167 3.446803 3.355172 3.264364 3.175007 3.082661 2.989332

160 4.344973 4.16977 4.004519 3.847236 3.705164 3.575968 3.464632 3.372034 3.28135 3.194228 3.100874 3.013606

170 4.376063 4.198596 4.032646 3.872944 3.725903 3.594914 3.477729 3.383759 3.295373 3.20885 3.11693 3.031907

180 4.40471 4.228202 4.058892 3.89894 3.751094 3.61304 3.496109 3.398903 3.308716 3.22283 3.131117 3.049816

190 4.435189 4.254828 4.084309 3.923082 3.772341 3.63396 3.513006 3.410664 3.319867 3.236268 3.148602 3.064239

200 4.462636 4.282189 4.10993 3.946381 3.793291 3.653579 3.529512 3.423161 3.332659 3.247904 3.165134 3.080209

210 4.487034 4.305987 4.130942 3.967767 3.813395 3.672376 3.544672 3.433057 3.34637 3.259893 3.177338 3.092462

173

220 4.510516 4.328328 4.153184 3.98561 3.829461 3.688248 3.556871 3.443549 3.352947 3.268822 3.186228 3.097146

230 4.530889 4.345432 4.169675 4.003056 3.842503 3.696973 3.565541 3.453078 3.360839 3.275529 3.192464 3.105911

240 4.543817 4.358322 4.183051 4.012622 3.851962 3.706847 3.574307 3.457302 3.366794 3.280498 3.199672 3.108933

250 4.544618 4.358064 4.181192 4.015037 3.85593 3.708153 3.576118 3.457598 3.365346 3.2807 3.200463 3.110576

260 4.54377 4.358278 4.181933 4.013105 3.852978 3.708346 3.574257 3.458335 3.36751 3.280602 3.198397 3.110307

270 4.541457 4.360808 4.18284 4.010808 3.85492 3.708709 3.576671 3.458692 3.368736 3.279553 3.197986 3.110117

280 4.545217 4.358629 4.18067 4.014511 3.854878 3.708702 3.57509 3.458123 3.366603 3.278997 3.197641 3.109825

290 4.543703 4.360895 4.184008 4.014096 3.856056 3.706189 3.575708 3.45931 3.368029 3.279207 3.193073 3.110204

300 4.543453 4.360095 4.184302 4.01436 3.854735 3.708545 3.574948 3.457424 3.365415 3.279693 3.199809 3.110444

310 4.54393 4.360069 4.183136 4.014818 3.85464 3.70739 3.573805 3.457871 3.367269 3.279965 3.199689 3.108467

320 4.543875 4.359444 4.18307 4.014761 3.856694 3.707858 3.575295 3.457218 3.366762 3.279594 3.197333 3.109227

330 4.546105 4.360052 4.183655 4.01321 3.854624 3.711055 3.576384 3.458346 3.36775 3.280555 3.197356 3.109917

340 4.546103 4.36218 4.18314 4.016386 3.857266 3.707875 3.575287 3.459382 3.369676 3.279623 3.197743 3.109563

350 4.546353 4.364043 4.186026 4.016592 3.855871 3.709639 3.57706 3.460127 3.36758 3.279804 3.198015 3.110692

360 4.546433 4.361972 4.187191 4.015611 3.857006 3.710226 3.576068 3.457481 3.365779 3.279949 3.199767 3.110266

370 4.54579 4.360774 4.18384 4.016561 3.858456 3.711655 3.576447 3.46054 3.368279 3.28119 3.199542 3.108617

380 4.54686 4.360758 4.185956 4.014406 3.860001 3.710561 3.5769 3.459939 3.368574 3.281588 3.200489 3.111048

390 4.539266 4.358021 4.182736 4.015958 3.85679 3.710514 3.578389 3.458792 3.367004 3.281013 3.199848 3.112019

400 4.54799 4.359168 4.183812 4.012176 3.855685 3.708371 3.575743 3.460346 3.369549 3.282521 3.199706 3.112275

410 4.555681 4.369532 4.188768 4.018688 3.856807 3.708393 3.573165 3.456022 3.367637 3.281045 3.19695 3.112031

420 4.55964 4.374009 4.196965 4.022577 3.861179 3.714292 3.580548 3.459285 3.366595 3.278011 3.201801 3.110443

430 4.562 4.375785 4.198187 4.029674 3.866605 3.718585 3.582199 3.463736 3.369597 3.280798 3.197163 3.107014

440 4.565967 4.381899 4.202652 4.031956 3.869899 3.720792 3.585409 3.465963 3.372022 3.283381 3.200435 3.112166

450 4.579722 4.386418 4.206624 4.035881 3.874827 3.722498 3.589162 3.46715 3.374227 3.286022 3.204911 3.112082

460 4.593459 4.40338 4.217603 4.045158 3.878706 3.728418 3.59085 3.468886 3.37351 3.287689 3.206483 3.114568

470 4.604568 4.415001 4.233473 4.055603 3.893287 3.739681 3.597806 3.471744 3.37812 3.287431 3.204684 3.116758

480 4.617897 4.426683 4.241852 4.066067 3.901522 3.747818 3.605296 3.48105 3.381759 3.291686 3.207786 3.116973

490 4.634546 4.441643 4.254625 4.078758 3.910362 3.753387 3.612856 3.488232 3.389254 3.295413 3.213327 3.119604

174

500 4.65932 4.465827 4.278725 4.09363 3.925106 3.763735 3.620432 3.491709 3.391815 3.299925 3.220961 3.128248

Lượng mưa 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120

Mực nước

trong kênh

0 2.284402 2.058506 1.835 1.614593 1.401602 1.197319 1.004843 0.829952 0.67649 0.538197 0.414652 0.331528

10 2.335592 2.111806 1.890786 1.673507 1.463784 1.261565 1.070457 0.893839 0.734825 0.594681 0.475634 0.398705

20 2.390417 2.168819 1.950279 1.735938 1.529652 1.330801 1.142298 0.967511 0.809502 0.670637 0.554536 0.480601

30 2.448074 2.228702 2.012634 1.8011 1.59801 1.402678 1.217578 1.045756 0.890366 0.754127 0.6412 0.569729

40 2.508138 2.291014 2.077407 1.868603 1.668533 1.476534 1.294921 1.126487 0.974217 0.84094 0.730991 0.661574

50 2.561317 2.355429 2.144267 1.938138 1.740962 1.552111 1.373813 1.2087 1.05963 0.92936 0.822073 0.754468

60 2.61824 2.421704 2.212968 2.009459 1.815074 1.629212 1.454052 1.292115 1.146124 1.018703 0.913894 0.847923

70 2.65577 2.489638 2.283304 2.082363 1.890686 1.707692 1.535512 1.37657 1.233483 1.108763 1.006275 0.941826

80 2.698465 2.550578 2.355107 2.156685 1.96764 1.787401 1.618058 1.461964 1.32163 1.199453 1.099153 1.036136

90 2.728805 2.610573 2.428234 2.232283 2.045798 1.868218 1.701595 1.548211 1.410483 1.290716 1.19249 1.130823

100 2.76316 2.649425 2.50256 2.309033 2.125043 1.950036 1.786024 1.635227 1.499983 1.382504 1.286244 1.225852

110 2.793601 2.691748 2.564506 2.386833 2.205274 2.03276 1.871262 1.722946 1.590071 1.474769 1.380379 1.321193

120 2.825748 2.728082 2.618097 2.465586 2.286401 2.116307 1.957236 1.8113 1.680693 1.567468 1.474855 1.416814

130 2.856631 2.75427 2.662704 2.539526 2.368349 2.200604 2.043878 1.900234 1.771801 1.660561 1.569645 1.512688

140 2.883346 2.786466 2.699026 2.59603 2.451045 2.285585 2.131132 1.989696 1.863349 1.754011 1.664716 1.608795

150 2.904216 2.816093 2.725963 2.638638 2.528645 2.371197 2.218944 2.079641 1.955301 1.847782 1.760039 1.705101

160 2.922545 2.842345 2.749724 2.678178 2.584461 2.457383 2.307268 2.170027 2.047622 1.941852 1.855584 1.801584

170 2.939717 2.86369 2.773664 2.702732 2.623784 2.535278 2.396063 2.260817 2.140278 2.036191 1.951347 1.898246

180 2.963409 2.881671 2.79859 2.72476 2.661326 2.581321 2.485289 2.35198 2.233243 2.130779 2.047301 1.995058

190 2.98375 2.899477 2.822583 2.744475 2.685691 2.611178 2.553206 2.443485 2.326493 2.225584 2.143418 2.092008

200 2.997256 2.911452 2.841573 2.764619 2.700468 2.646485 2.593874 2.523404 2.419999 2.320607 2.239709 2.189092

210 3.008676 2.922324 2.854605 2.777564 2.710088 2.665309 2.604802 2.573427 2.50741 2.415819 2.336131 2.286267

220 3.02014 2.931368 2.864686 2.796856 2.719401 2.677959 2.625474 2.583498 2.5663 2.504652 2.432707 2.383593

230 3.028469 2.943088 2.870001 2.807134 2.728642 2.687137 2.651318 2.579196 2.549478 2.547934 2.510955 2.480972

175

240 3.032931 2.94733 2.876342 2.808485 2.731311 2.686062 2.648935 2.577487 2.543119 2.557356 2.502969 2.498413

250 3.033081 2.951158 2.877874 2.807637 2.72933 2.684115 2.651621 2.579218 2.54419 2.571409 2.510773 2.488251

260 3.034587 2.947276 2.877475 2.812809 2.731213 2.687049 2.646405 2.570497 2.539965 2.563252 2.511294 2.490367

270 3.034367 2.951985 2.875699 2.812542 2.731929 2.686511 2.649766 2.576827 2.543477 2.562839 2.509965 2.490334

280 3.030546 2.949724 2.877945 2.812518 2.730238 2.687252 2.649942 2.573765 2.540695 2.568576 2.509496 2.488114

290 3.032673 2.946049 2.877769 2.814934 2.733156 2.685843 2.651099 2.579845 2.547501 2.56968 2.511924 2.48907

300 3.03346 2.950367 2.87837 2.808539 2.729987 2.687062 2.648176 2.581332 2.545674 2.568518 2.512255 2.489218

310 3.033228 2.948448 2.878232 2.814841 2.730504 2.689912 2.651575 2.580527 2.542086 2.568772 2.511871 2.487669

320 3.032802 2.948651 2.876956 2.808251 2.729317 2.685367 2.648102 2.577912 2.541086 2.569794 2.511609 2.490027

330 3.031019 2.947375 2.87737 2.808216 2.733861 2.685792 2.651926 2.574351 2.544636 2.554206 2.509899 2.490982

340 3.033606 2.951231 2.87742 2.810658 2.729581 2.688582 2.648358 2.574446 2.545108 2.565414 2.51151 2.488748

350 3.031134 2.951685 2.87702 2.813168 2.730073 2.689097 2.648127 2.58256 2.547295 2.571861 2.512269 2.488355

360 3.034497 2.94803 2.876826 2.810084 2.731016 2.685819 2.645656 2.570437 2.543761 2.565309 2.51171 2.490934

370 3.035437 2.950586 2.877182 2.809102 2.72982 2.689421 2.645553 2.573894 2.542477 2.567029 2.511711 2.48889

380 3.034085 2.950739 2.877847 2.808444 2.731528 2.685482 2.65135 2.579763 2.544352 2.563383 2.509757 2.491064

390 3.033593 2.948449 2.877074 2.808255 2.729969 2.686239 2.649921 2.581474 2.544827 2.559238 2.509492 2.4884

400 3.035153 2.948308 2.877466 2.814013 2.731687 2.692081 2.646145 2.578486 2.538257 2.569515 2.510019 2.491098

410 3.035329 2.952292 2.877256 2.813401 2.732653 2.68748 2.648717 2.577547 2.544842 2.562925 2.512175 2.488703

420 3.035356 2.951936 2.876686 2.814894 2.730491 2.692467 2.647939 2.574794 2.544869 2.568248 2.513826 2.489677

430 3.032015 2.949643 2.87719 2.808397 2.731448 2.686264 2.646112 2.571836 2.54956 2.568844 2.510404 2.489201

440 3.032652 2.951307 2.877606 2.808278 2.730035 2.686484 2.647609 2.574709 2.551514 2.564611 2.510803 2.489191

450 3.038796 2.951354 2.872225 2.8083 2.730915 2.685144 2.65168 2.576663 2.560223 2.551074 2.509429 2.48811

460 3.039213 2.95279 2.877923 2.807051 2.729168 2.684459 2.650815 2.571365 2.552616 2.550617 2.518019 2.492185

470 3.042181 2.958148 2.879141 2.812897 2.727804 2.687013 2.637774 2.570626 2.557934 2.544598 2.506978 2.49054

480 3.043241 2.959945 2.883353 2.813908 2.732911 2.687007 2.640522 2.573657 2.555453 2.54519 2.517074 2.490624

490 3.043263 2.965097 2.882018 2.821943 2.738264 2.690596 2.646358 2.57352 2.551191 2.553097 2.524339 2.493687

500 3.049615 2.963987 2.886658 2.819283 2.740744 2.689112 2.640657 2.577863 2.57069 2.546824 2.540195 2.509946

Lượng mưa 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

176

Mực nước

trong kênh

0 0.254567 0.180482 0.119515 0.070417 0.037156 0.015059 0.004056 -1.54E-05 -0.0008 -0.00132 -0.00183 -0.00234

10 0.330366 0.266967 0.213546 0.169387 0.136137 0.115094 0.102654 0.096717 0.091432 0.086173 0.080964 0.07584

20 0.416144 0.357695 0.309059 0.268314 0.236511 0.215324 0.202608 0.196515 0.19106 0.185615 0.180179 0.174756

30 0.507946 0.452214 0.405878 0.366807 0.335875 0.315043 0.302589 0.296446 0.290906 0.285375 0.279847 0.274322

40 0.601731 0.547881 0.503047 0.465131 0.435017 0.414743 0.402579 0.396421 0.390839 0.385263 0.379685 0.374108

50 0.696251 0.643901 0.600311 0.563436 0.534162 0.514428 0.50252 0.496384 0.49079 0.485196 0.4796 0.474002

60 0.791172 0.74017 0.697716 0.661832 0.633362 0.614157 0.602506 0.596385 0.590785 0.585186 0.579581 0.573973

70 0.886423 0.836677 0.795295 0.760342 0.732624 0.713912 0.702497 0.69639 0.690782 0.68518 0.679581 0.673983

80 0.981998 0.933426 0.893048 0.858963 0.831948 0.813679 0.802471 0.796395 0.790804 0.785216 0.77963 0.774044

90 1.077874 1.030408 0.99097 0.957693 0.931293 0.913393 0.902383 0.896362 0.890807 0.885251 0.879694 0.874136

100 1.174026 1.127597 1.089037 1.056511 1.030714 1.013202 1.002381 0.996398 0.99087 0.985337 0.979796 0.974246

110 1.270426 1.224974 1.187243 1.155433 1.130223 1.11309 1.102428 1.096468 1.090947 1.085421 1.079891 1.074359

120 1.367048 1.322515 1.285561 1.254419 1.229733 1.212933 1.202433 1.196505 1.191005 1.185502 1.179997 1.174492

130 1.463869 1.420208 1.383983 1.353456 1.32924 1.312716 1.302362 1.29648 1.291016 1.285551 1.280087 1.274622

140 1.560877 1.518033 1.482488 1.452531 1.428752 1.412508 1.402306 1.396473 1.391052 1.385632 1.380213 1.374792

150 1.658045 1.615989 1.581101 1.5517 1.528351 1.512374 1.502307 1.496514 1.49112 1.485723 1.480321 1.474918

160 1.755339 1.714023 1.67976 1.650891 1.627966 1.612259 1.602325 1.59657 1.591205 1.585838 1.580467 1.575093

170 1.852778 1.812165 1.778484 1.750095 1.727538 1.71207 1.702271 1.696568 1.691247 1.685924 1.680597 1.675268

180 1.950336 1.910402 1.877284 1.849363 1.827171 1.811928 1.802241 1.796569 1.791274 1.785979 1.780685 1.775392

190 2.048022 2.008743 1.976164 1.9487 1.926857 1.911829 1.902253 1.896619 1.891356 1.886092 1.880829 1.875567

200 2.145776 2.107095 2.075005 2.047951 2.026436 2.01163 2.002184 1.996606 1.991388 1.986167 1.980943 1.975714

210 2.243603 2.205524 2.173949 2.147336 2.12616 2.111562 2.102217 2.096671 2.091478 2.086283 2.081084 2.075883

220 2.341572 2.304061 2.272942 2.246703 2.225821 2.211415 2.202179 2.196676 2.191523 2.186369 2.181212 2.176055

230 2.439555 2.402595 2.371944 2.346104 2.325529 2.311318 2.302187 2.296723 2.291601 2.286475 2.281346 2.276213

240 2.489343 2.501235 2.471023 2.445539 2.425236 2.411197 2.402159 2.396732 2.391644 2.386554 2.381461 2.376367

250 2.484021 2.484309 2.481906 2.483566 2.482286 2.481622 2.474388 2.469571 2.491715 2.486653 2.481587 2.476519

177

260 2.484392 2.482638 2.481104 2.488636 2.471281 2.484422 2.476711 2.472841 2.47264 2.468456 2.455971 2.451783

270 2.490472 2.490444 2.482946 2.476634 2.478851 2.490551 2.47686 2.470788 2.466554 2.469253 2.463412 2.456618

280 2.484781 2.487631 2.483027 2.480048 2.478059 2.487713 2.481839 2.476928 2.473382 2.466703 2.465362 2.45792

290 2.48507 2.483913 2.484396 2.487896 2.484985 2.489387 2.477073 2.472165 2.469075 2.46849 2.459218 2.457961

300 2.496381 2.482412 2.488715 2.484451 2.483962 2.487264 2.478217 2.475739 2.468994 2.465595 2.460986 2.464824

310 2.489231 2.490103 2.480921 2.479682 2.480786 2.487932 2.479619 2.472224 2.469677 2.468888 2.46301 2.456577

320 2.485435 2.490026 2.48352 2.483026 2.482513 2.48908 2.479811 2.474764 2.470481 2.468272 2.460606 2.459246

330 2.482801 2.48431 2.486167 2.488693 2.477915 2.485247 2.477379 2.47386 2.471464 2.474881 2.464171 2.460382

340 2.487893 2.485565 2.483685 2.482513 2.483541 2.486002 2.476853 2.473584 2.472436 2.469908 2.463079 2.463933

350 2.485437 2.483774 2.485384 2.484694 2.479887 2.484661 2.474726 2.473339 2.471085 2.4685 2.463215 2.462034

360 2.486741 2.485033 2.485577 2.488539 2.484616 2.484858 2.480782 2.473653 2.469242 2.469644 2.465912 2.460533

370 2.487693 2.48035 2.483648 2.484193 2.481192 2.485614 2.478173 2.472073 2.466368 2.466975 2.465794 2.464711

380 2.485593 2.490086 2.487788 2.474902 2.485703 2.480761 2.475249 2.475965 2.469538 2.470279 2.463968 2.462982

390 2.488373 2.487117 2.491062 2.479055 2.493691 2.482742 2.475223 2.474602 2.469156 2.466769 2.464618 2.460248

400 2.48643 2.483031 2.489757 2.484818 2.483616 2.481075 2.47298 2.474801 2.472434 2.467173 2.467646 2.459719

410 2.487882 2.48854 2.483845 2.477078 2.484064 2.479004 2.475925 2.474945 2.4753 2.466244 2.465882 2.46348

420 2.483165 2.485561 2.485617 2.479014 2.487124 2.481584 2.47389 2.471438 2.469369 2.46658 2.465165 2.46505

430 2.489346 2.481226 2.478909 2.482309 2.480496 2.478491 2.472074 2.472545 2.46899 2.47106 2.469976 2.462639

440 2.483391 2.487549 2.481195 2.486194 2.487501 2.483625 2.473817 2.470206 2.470789 2.467137 2.465716 2.464937

450 2.484564 2.483465 2.484919 2.472386 2.485661 2.480882 2.47294 2.473477 2.469212 2.467275 2.470273 2.466383

460 2.486461 2.492025 2.483657 2.48193 2.485008 2.477748 2.474441 2.475023 2.468607 2.471067 2.471427 2.465994

470 2.486074 2.485373 2.484054 2.485065 2.486901 2.48053 2.475037 2.471111 2.469285 2.468475 2.470112 2.468069

480 2.486718 2.480333 2.480826 2.487072 2.485244 2.480178 2.475468 2.470122 2.468209 2.471592 2.469093 2.466099

490 2.487173 2.48262 2.488213 2.480154 2.480579 2.473724 2.46872 2.471009 2.473911 2.466264 2.469253 2.468341

500 2.484834 2.487433 2.486485 2.481435 2.481634 2.477 2.471519 2.475973 2.479989 2.472442 2.47385 2.473732

178

Phụ lục 11: Kết quả tính toán lượng nước xả, dung tích hệ thống, bốc hơi mặt

thoáng trên kênh, dòng chảy vào do mưa và dòng chảy đến cho năm đầu tiên

của chuỗi số liệu 50 năm

Lượng nước

xả m3/s

Dung tích hệ

thống

(10^6m3)/S

Bốc hơi mặt

thoáng trên

kênh (10^6

m3/ngày)

Dòng chảy

vào do mưa

(m3/s)

Dòng chảy

đến (m3/s)

4.26572678 0.399770224 0.000434532 9.488234369 0.133054732

4.302684111 0.402605556 0.000543165 9.900722413 0.133054732

4.308526337 0.404122525 0.000529586 9.959937663 0.133054732

4.273312859 0.404913465 0.000516007 9.547113168 0.133054732

4.248105426 0.405249846 0.000651798 9.252719172 0.133054732

4.314169626 0.405358019 0.000190108 10.01881646 0.133054732

4.405761495 0.405592799 0.000244424 11.0796442 0.133054732

4.690482632 0.405891227 0.000298741 14.379885 0.133054732

4.736561662 0.406609322 0.000380216 14.91013064 0.133054732

4.513187007 0.40706161 0.000325899 12.31710833 0.133054732

4.40639554 0.406851426 0.000461691 11.0796442 0.133054732

4.940128552 0.406515808 0.000420953 17.26763776 0.133054732

5.510674064 0.407089822 0.000380216 23.86811937 0.133054732

4.838878668 0.407399935 0.000448111 16.08905243 0.133054732

4.925399291 0.40739406 0.000407374 17.09066491 0.133054732

2.815215608 0.407406881 0.000488849 15.55847034 0.056500842

2.597054585 0.400944933 0.000420953 13.08320562 0.056500842

2.463362041 0.398781139 0.000448111 11.55101104 0.056500842

2.371270423 0.397928275 0.00047527 10.49018331 0.056500842

2.325225713 0.397511514 0.000285162 9.959937663 0.056500842

2.350487606 0.397326239 0.000407374 10.25433166 0.056500842

2.26410614 0.397314713 0.000339478 9.252719172 0.056500842

2.304627227 0.397145334 0.000339478 9.724086016 0.056500842

2.355487596 0.397180963 0.000407374 10.31354691 0.056500842

3.268277837 0.397285644 0.000380216 11.72798389 0.087110345

4.799009809 0.400205766 0.000448111 15.20486109 0.13463593

4.904482436 0.404659268 0.000434532 12.78847517 0.160637184

4.227305807 0.406701086 0.000271583 11.72798389 0.123968188

4.062106871 0.405948512 0.000176529 10.78491375 0.120742852

3.810436095 0.405312922 0.000298741 9.42935557 0.115542897

3.168936714 0.404445046 0.000298741 8.72213708 0.093095974

3.011299674 0.402148626 0.000190108 8.191891437 0.088829076

2.879458658 0.401078032 0.000285162 7.838282192 0.084935738

179

3.434928658 0.400381297 0.000230845 7.720188143 0.10685164

2.577327218 0.402071401 0.000217266 7.95603979 0.072819614

2.871790519 0.399630422 0.000176529 10.13657406 0.077008988

3.231863654 0.399712867 0.000135791 10.43130451 0.089961241

3.388759903 0.40090928 0.00016295 9.193503923 0.100132215

3.135518446 0.401895127 0.000325899 9.075746325 0.090693998

3.433316221 0.401309592 0.000325899 9.900722413 0.099484469

3.984674168 0.402053234 0.000434532 9.370476771 0.122574694

3.181722082 0.40412433 0.000597482 9.311597972 0.091631273

3.277923334 0.402006914 0.000611061 9.252719172 0.095611418

3.348565252 0.401766479 0.000488849 9.42935557 0.097763607

3.215204956 0.401930252 0.000543165 8.250770236 0.096530363

3.369507274 0.401658858 0.000516007 7.425794148 0.105264663

2.573240602 0.402200272 0.000556744 6.954090854 0.076004704

2.437257531 0.399835034 0.000298741 6.482724011 0.072383822

2.38175274 0.398873528 0.000217266 6.246872364 0.071050696

2.341420505 0.398484612 0.000325899 6.187993565 0.069696845

2.32725759 0.398248985 0.000217266 5.893263119 0.070139614

2.279135187 0.39818813 0.00031232 6.011357167 0.067884052

2.593725167 0.397988836 0.000353057 5.834384319 0.080657923

2.124347878 0.399007834 0.000393795 5.716626721 0.062852008

2.100503591 0.397700545 0.000353057 5.4515039 0.062852008

2.120512684 0.397330931 0.000135791 5.687019096 0.062852008

2.765039336 0.397300737 0.000271583 9.782964815 0.074130099

3.255886012 0.398961734 0.000244424 8.133012638 0.098589555

3.158133764 0.401209288 0.000230845 6.600481609 0.099855782

2.317349122 0.401619011 0.000434532 6.129114765 0.068870263

2.361518922 0.398942621 0.000285162 7.012969653 0.067708118

2.737132709 0.398338695 0.000448111 7.484672947 0.080690288

2.806559383 0.399373997 0.000407374 7.072184903 0.084724679

2.537602991 0.399915058 0.000393795 6.187993565 0.07724918

2.546417106 0.399253462 0.000407374 5.657747922 0.079379352

2.096491262 0.399178575 0.000217266 5.39228865 0.062852008

2.07761173 0.397705092 0.000298741 5.186044628 0.062852008

2.056988728 0.397291657 0.000244424 4.950529432 0.062852008

2.046686721 0.397152712 9.50539E-05 4.832435383 0.062852008

2.036508102 0.397112448 0.00014937 4.714677785 0.062852008

2.0313988 0.397076547 9.50539E-05 4.655798986 0.062852008

2.039023905 0.397062819 0.00014937 4.74428541 0.062852008

2.397288943 0.397069213 0.00016295 8.899109927 0.062852008

3.401413864 0.397787408 0.000298741 9.959937663 0.0981575

4.053683475 0.40115456 0.000122212 6.777454457 0.133915684

180

2.226130976 0.404137677 0.000217266 5.77550552 0.066447358

2.174889153 0.399325898 9.50539E-05 5.363017476 0.065939446

2.303037133 0.396951887 0.000135791 5.127165829 0.07174372

2.294728647 0.396499093 0.000217266 4.891650633 0.072218702

2.243808405 0.396317806 0.000135791 4.714677785 0.07084296

2.209180477 0.396107088 0.000217266 4.567312562 0.069999128

2.165636824 0.395919826 0.000135791 4.419947339 0.068810248

2.134776944 0.395728075 0.000271583 4.36106854 0.067816262

2.12818616 0.395544957 0.000244424 4.302189741 0.067762141

2.177034837 0.395462682 0.00016295 4.243310942 0.069851844

2.082008388 0.395609704 0.000122212 4.213703317 0.06626891

2.074903419 0.395355425 9.50539E-05 4.184432142 0.06609776

2.082631631 0.395240891 0.000203687 4.184432142 0.066399228

2.118123686 0.395212182 0.000244424 4.007459295 0.068364326

2.045402968 0.395336308 0.000244424 3.889701696 0.065939446

2.04021626 0.395153998 0.000271583 3.830822897 0.065939446

2.017269972 0.395071268 0.000217266 3.565363626 0.065939446

2.151908904 0.394999144 0.000353057 5.127165829 0.065939446

2.334548984 0.3952278 0.000271583 5.304138677 0.072413468

2.525223402 0.395913483 0.000135791 4.302189741 0.083122786

2.048917489 0.3969419 0.000244424 3.918972871 0.065939446

2.032966167 0.395774098 0.000244424 3.742336473 0.065939446

2.02505774 0.395296234 0.000407374 3.65385005 0.065939446

2.01983203 0.395081571 0.000244424 3.59497125 0.065939446

2.042640452 0.395005488 0.000190108 3.860094072 0.065939446

2.040140997 0.395027595 0.000298741 3.830822897 0.065939446

2.024873798 0.395020129 0.000271583 3.65385005 0.065939446

2.012672874 0.394989407 0.000298741 3.512540932 0.065939446

2.004488577 0.394950501 0.000217266 3.417998403 0.065939446

2.116291525 0.394927418 0.000298741 4.714677785 0.065939446

2.350196686 0.395134485 0.000353057 7.425794148 0.065939446

3.094839505 0.395676845 0.000285162 11.49213224 0.081178749

4.082836785 0.397910738 0.000217266 7.779403393 0.131776095

2.676282529 0.402850796 1.35791E-05 6.011357167 0.083112584

2.456355048 0.400227706 8.14748E-05 5.292362917 0.077068795

2.357955782 0.398755978 0.000108633 5.162493109 0.073732397

2.322849984 0.397983341 0.000217266 4.838491488 0.073475082

2.252621448 0.397653134 0.000190108 4.549817147 0.07172902

2.205283658 0.397352096 0.000135791 4.384620059 0.070456231

2.194907411 0.397125112 0.00016295 4.384620059 0.070060513

2.23488954 0.397017375 0.00014937 4.903426392 0.069879447

2.26473216 0.39705913 0.000217266 4.514489868 0.072331446

181

2.196559592 0.397209986 0.000230845 4.255086701 0.070554299

2.157769483 0.397057319 0.000190108 4.125216893 0.069490465

2.132938288 0.39689942 0.000217266 3.995683535 0.068965722

2.099275861 0.396779709 0.000339478 3.866150177 0.068097743

2.069604094 0.39663272 0.000285162 3.736280368 0.067386774

2.051889744 0.396508442 0.000353057 3.671681914 0.066919727

2.040752935 0.396411343 0.000325899 3.60674701 0.06670806

2.027535345 0.396354265 0.000244424 3.541812106 0.066414992

2.015392006 0.396308087 0.00031232 3.477213652 0.066161515

2.641568702 0.396253808 0.000353057 3.477213652 0.09012402

2.431508646 0.391130958 0.000271583 3.417998403 0.082194834

2.428995226 0.385427469 0.000380216 3.388727228 0.082194834

2.426419304 0.37970837 0.00014937 3.359119604 0.082194834

2.426420556 0.374007096 0.00016295 3.359119604 0.082194834

2.426415194 0.368304569 0.000108633 3.359119604 0.082194834

1.752895238 0.362607404 0.00016295 3.329848429 0.05656022

1.750340954 0.363451966 0.00014937 3.300240804 0.05656022

1.740192318 0.364292713 0.000203687 3.182483206 0.05656022

1.740198915 0.36510784 0.000271583 3.182483206 0.05656022

1.735129884 0.36591637 0.000353057 3.123604407 0.05656022

1.740197634 0.366706802 0.000258004 3.182483206 0.05656022

0.420661023 0.367516612 0.000176529 3.995683535 0.002883272

0.465172146 0.366817047 0.000298741 4.319685155 0.003524356

0.436715231 0.366217005 0.000298741 3.866150177 0.003936616

2.431509242 0.365574226 0.000285162 3.417998403 0.082194834

2.431507789 0.359870142 0.000271583 3.417998403 0.082194834

2.421335498 0.35416751 8.14748E-05 3.300240804 0.082194834

2.411186735 0.348462913 0.000135791 3.182483206 0.082194834

2.406103265 0.342732821 6.78957E-05 3.123604407 0.082194834

2.395920311 0.336999073 6.78957E-05 3.005510358 0.082194834

0.286145571 0.331244952 0.000176529 2.976239184 0.001078991

0.278513069 0.330213899 0.00014937 2.88775276 0.001078991

0.273447563 0.329170122 0.000271583 2.828873961 0.001078991

0.268368039 0.328104722 0.000244424 2.769995162 0.001078991

0.265820118 0.327031717 0.000298741 2.740387537 0.001078991

0.260734248 0.325948536 0.000203687 2.681508738 0.001078991

2.362911875 0.324864097 0.000135791 2.622629939 0.082194834

2.362909282 0.319037544 0.000108633 2.622629939 0.082194834

2.362906718 0.313213584 8.14748E-05 2.622629939 0.082194834

2.362919146 0.307392188 0.000217266 2.622629939 0.082194834

2.360368527 0.301558364 0.000244424 2.593022314 0.082194834

2.360367163 0.29571706 0.000230845 2.593022314 0.082194834

182

0.24802179 0.289877121 0.00014937 2.534143515 0.001078991

0.248026671 0.288772784 0.000203687 2.534143515 0.001078991

0.263293858 0.287663566 0.000285162 2.711116363 0.001078991

0.281077674 0.286577614 0.000285162 2.917360385 0.001078991

0.263281603 0.28552733 0.00014937 2.711116363 0.001078991

0.250566168 0.284453634 5.43165E-05 2.56375114 0.001078991

0.240402719 0.283363017 0.000271583 2.445657091 0.001078991

2.792871302 0.282232525 0.000380216 2.386778292 0.099854946

2.787791968 0.283819076 0.000353057 2.327899493 0.099854946

2.785236597 0.285397833 0.000325899 2.298291868 0.099854946

2.785236645 0.286973862 0.000325899 2.298291868 0.099854946

2.795433071 0.288549844 0.00047527 2.416385917 0.099854946

2.800490484 0.290132725 0.000258004 2.475264716 0.099854946

2.810635837 0.291745321 0.00016295 2.593022314 0.099854946

2.800479494 0.293386821 0.000135791 2.475264716 0.099854946

2.787768929 0.295010407 9.50539E-05 2.327899493 0.099854946

2.780141474 0.296612204 0.000122212 2.239413069 0.099854946

2.775067009 0.298196229 0.00014937 2.18053427 0.099854946

2.769997503 0.29976759 0.000230845 2.121655471 0.099854946

2.764918102 0.301321329 0.000203687 2.062776672 0.099854946

2.764924339 0.302867341 0.000271583 2.062776672 0.099854946

2.759852398 0.304407115 0.000325899 2.003897872 0.099854946

2.754746478 0.305931702 0.000325899 1.944682623 0.099854946

2.749658344 0.307446012 0.000203687 1.885803824 0.099854946

2.749659622 0.308961327 0.000217266 1.885803824 0.099854946

2.747126923 0.310475365 0.000122212 1.856532649 0.099854946

2.74457521 0.311993072 0.000135791 1.826925025 0.099854946

2.739494511 0.313504393 9.50539E-05 1.768046226 0.099854946

2.739502063 0.315009285 0.000176529 1.768046226 0.099854946

2.739503345 0.316506625 0.000190108 1.768046226 0.099854946

2.739495809 0.318002683 0.000108633 1.768046226 0.099854946

2.742019794 0.319506278 0.000108633 1.7973174 0.099854946

2.7420236 0.321014916 0.00014937 1.7973174 0.099854946

2.742021089 0.322519748 0.000122212 1.7973174 0.099854946

2.742040116 0.324027092 0.000325899 1.7973174 0.099854946

2.747144855 0.325515408 0.00031232 1.856532649 0.099854946

2.754742008 0.327015184 0.000271583 1.944682623 0.099854946

2.75473568 0.328533963 0.000203687 1.944682623 0.099854946

3.95684912 0.330059071 0.000135791 1.885803824 0.20814417

3.956855739 0.337743401 0.000203687 1.885803824 0.208142904

3.95729743 0.345421112 0.00016295 1.885803824 0.202987435

3.958990601 0.352657132 0.000190108 1.885803824 0.183421875

183

4.006055146 0.358199981 0.000190108 2.416385917 0.168215346

4.009939521 0.362520578 0.000217266 2.445657091 0.152501176

3.807815516 0.36548583 0.000271583 2.121655471 0.139904323

3.38877066 0.367301402 0.000217266 2.003897872 0.124076652

3.080625291 0.367734348 0.000190108 1.826925025 0.112739368

2.766765563 0.367159802 0.000203687 1.738438601 0.100885383

2.540472345 0.365544473 0.000108633 1.679559802 0.09232262

2.283669846 0.363188393 0.000217266 1.591073378 0.082676924

2.198115412 0.359973145 0.000135791 1.768046226 0.078774781

2.136198568 0.356459255 0.000285162 2.534143515 0.073820396

2.012086691 0.352635363 0.000203687 2.298291868 0.069803645

1.797264705 0.348431574 0.00014937 1.944682623 0.062668519

1.587236723 0.343555467 0.000380216 1.826925025 0.054930691

1.511926528 0.337968585 0.000488849 1.738438601 0.052310447

1.365473473 0.332129938 0.000366637 1.768046226 0.046542985

1.292228087 0.325809843 0.000353057 1.650288627 0.044100817

1.15175938 0.319259869 0.000258004 1.591073378 0.038861373

1.139793763 0.31225601 0.000244424 1.650288627 0.038200599

1.053050921 0.305206705 0.000244424 1.591073378 0.0350405

1.043327708 0.297874294 0.000271583 1.591073378 0.034664033

0.989450325 0.290507051 0.000176529 1.768046226 0.031988119

0.990271634 0.282947957 0.000190108 1.768046226 0.032019869

0.931377747 0.275390512 0.000271583 1.650288627 0.030132904

1.183496983 0.267642573 0.000353057 2.18053427 0.038122137

1.641606187 0.26066954 0.000325899 3.359119604 0.051921441

2.153308978 0.25509503 0.000366637 5.492550834 0.064608004

2.495494977 0.250981917 0.000380216 4.255086701 0.081857521

2.498748619 0.244873385 0.000516007 4.125216893 0.082416502

2.565339579 0.238779231 0.000407374 4.608695946 0.083380807

2.325211683 0.232861506 0.000448111 3.671681914 0.077213062

2.118996479 0.226245711 0.00014937 2.828873961 0.072044726

1.986330914 0.219063231 0.000271583 2.445657091 0.068188043

1.880840518 0.211471154 0.000285162 2.18053427 0.064989474

1.874141516 0.203555952 0.000461691 2.003897872 0.065319179

1.800195403 0.195624332 0.000393795 1.885803824 0.062851179

1.791216188 0.187464941 0.000217266 1.709167426 0.063093742

1.744651385 0.179310601 0.000135791 1.650288627 0.061488037

1.772307686 0.171014074 0.000298741 1.650288627 0.062558095

1.726800722 0.162797148 0.000420953 1.650288627 0.06079619

1.850300859 0.154418611 0.000393795 1.738438601 0.06528266

2.022028239 0.146445399 0.000353057 2.946631559 0.067897539

1.869233337 0.138910337 0.000611061 2.50453589 0.063457829

184

0.65511714 0.130895837 0.001004856 2.121655471 0.017737109

0.985085543 0.118835606 0.000339478 1.974290248 0.031003785

1.17836041 0.107946837 0.00014937 4.190151797 0.031089783

1.222452858 0.097462711 8.14748E-05 3.005510358 0.036750853

0.742171783 0.087268066 0.000176529 2.298291868 0.020519807

1.709033413 0.075542103 0.000135791 5.386568996 0.047638415

1.453293084 0.066695979 0.00016295 4.938753672 0.03923354

2.70609201 0.05704458 0.000244424 5.598869123 0.085524948

3.659931539 0.051501526 0.000380216 10.43130451 0.106317376

2.970766812 0.04858108 0.000298741 9.841843614 0.081608021

3.604972922 0.043429457 0.000258004 10.07769526 0.105370569

3.262158886 0.040374564 0.000339478 8.486621883 0.097410956

2.606414605 0.036351801 0.000407374 6.364966412 0.079109053

1.51369105 0.030376952 0.000529586 4.968024846 0.041472928

1.748111483 0.020901539 0.000488849 4.089889613 0.053478336

1.277155282 0.01231499 0.000271583 3.512540932 0.037210073

1.183527302 0.003128337 0.000407374 3.241362005 0.034733606

1.136111664 -5.02334E-05 0.000325899 3.123604407 0.03341943

1.099555733 -5.0855E-05 0.000353057 3.152875581 0.031911523

1.756914449 -5.14666E-05 0.000285162 3.866150177 0.05497682

2.05582424 0.002068632 0.000285162 5.757673655 0.06004404

2.44528721 4.89187E-05 0.000135791 10.49018331 0.059369568

5.448215732 -2.72484E-05 0.000434532 19.21232038 0.212239721

5.413036009 0.0133015 0.000488849 18.74095354 0.214433687

6.25061278 0.021083877 0.000434532 28.46503956 0.224863781

6.17436606 0.031450514 0.000339478 27.58084822 0.224863937

5.813580173 0.041669741 0.000285162 23.39675253 0.224864068

5.971106625 0.051168986 0.000217266 25.22367755 0.224864116

6.29125253 0.060988101 0.000325899 28.9364064 0.224864202

5.526955154 0.071441084 0.000298741 29.34889444 0.115688973

4.584535826 0.078888583 0.000339478 23.63260417 0.09828827

3.914260703 0.083841707 0.000230845 19.68402368 0.085549362

4.102622806 0.087720106 0.00016295 24.51645906 0.076745603

4.322371717 0.092565388 8.14748E-05 23.10202208 0.089971715

4.7036755 0.098275223 0.000271583 19.80178128 0.115729192

4.230885049 0.10517429 0.000325899 17.50348941 0.10506711

3.782636733 0.10993021 0.000407374 16.56041927 0.090888872

3.751191864 0.113953272 0.000271583 15.67622793 0.092650278

3.533811461 0.118682703 0.000420953 13.79042411 0.090529446

3.195721385 0.122887126 0.000407374 16.38344642 0.068797357

4.13808422 0.125923006 0.000190108 23.21977968 0.082485559

5.279046797 0.132053444 0.000298741 26.46114168 0.115786012

185

5.113116406 0.140422711 0.000366637 24.51645906 0.11579896

5.707982215 0.147037403 0.000122212 31.41167112 0.115811719

6.318329596 0.154863322 6.78957E-05 38.48385602 0.115832499

5.73412781 0.16391725 0.000190108 31.70640156 0.115839832

5.729063976 0.171790972 0.000353057 31.64752276 0.115839832

6.100039846 0.1796414 0.00047527 35.9497125 0.115839832

7.28545389 0.188225151 0.000611061 40.54629624 0.231343213

7.0262993 0.207571255 0.00062464 37.54078588 0.231343213

6.391098536 0.226395854 0.000597482 30.17420698 0.231343213

6.040405267 0.243948801 0.000176529 26.10753244 0.231343213

6.021382455 0.260834337 0.000258004 25.81313844 0.231343213

5.579272975 0.271307043 0.000488849 20.68563616 0.231343213

5.436991723 0.280873032 0.000366637 19.03568399 0.231343213

5.422471445 0.290164406 0.000285162 18.85871114 0.222701593

5.635937332 0.298685603 0.00031232 21.33397586 0.222376997

5.564033767 0.307603784 0.000380216 20.50899977 0.231343213

5.264859787 0.317147597 0.000108633 17.03178611 0.22345811

5.103047869 0.32543413 0.00016295 15.14598229 0.214308678

5.251935103 0.332599131 0.000258004 16.85514972 0.196930596

5.494999061 0.338548963 0.00031232 19.68402368 0.206967592

5.494188766 0.345849547 0.000380216 19.68402368 0.216423177

5.184052476 0.353960427 0.000434532 16.08905243 0.218245721

5.149266394 0.36160208 0.000488849 15.67622793 0.208927684

5.221210874 0.368361779 0.000244424 16.50154047 0.199627172

5.068572473 0.374484002 9.50539E-05 14.73349425 0.2015977

5.099299639 0.380485432 0.000203687 15.08710349 0.198985419

5.323007919 0.386311535 0.000190108 17.68012581 0.197591645

5.372650519 0.392466485 0.000108633 18.2695867 0.211214066

5.487182862 0.399908257 0.000176529 19.56592963 0.220306237

5.896924736 0.404821714 9.50539E-05 24.28060741 0.231343213

6.010698865 0.407341459 0.000108633 25.5772868 0.231343213

6.235473144 0.408120173 0.000135791 28.17030911 0.231343213

6.067518939 0.408161736 0.000203687 26.22562649 0.231343213

5.695839116 0.408136926 0.000258004 21.92343675 0.231343213

5.665237916 0.408082744 0.00031232 21.5698275 0.231343213

5.624484228 0.408077924 0.000366637 21.09812421 0.231343213

5.38012755 0.408071627 0.000353057 18.2695867 0.231343213

5.196885895 0.408036368 0.000393795 16.14793123 0.218893884

5.095018208 0.407931731 0.000393795 14.96934589 0.210576145

5.089895035 0.407865007 0.000434532 14.91013064 0.201183562

5.074459799 0.407805259 0.000366637 14.73349425 0.219711949

5.151007487 0.407919363 0.000434532 15.61734913 0.207061581

186

5.227327269 0.407850841 0.000203687 16.50154047 0.20595365

5.237462749 0.407856668 0.000230845 16.61929807 0.212886244

5.232433527 0.407901272 0.000325899 16.56041927 0.210987814

6.18442157 0.40788797 0.000271583 27.58084822 0.215075534

7.345286401 0.408051687 0.000393795 41.01799953 0.231343213

6.922977596 0.408320445 0.000380216 36.1263489 0.231343213

6.347630454 0.408259394 0.000298741 29.46698849 0.231343213

5.85370372 0.408176746 0.000434532 23.75036177 0.231343213

5.563445715 0.408104282 0.000488849 20.39124217 0.231343213

5.61429591 0.40806189 0.000434532 20.98036661 0.231343213

6.072515049 0.408069655 0.000448111 26.28450529 0.231343213

6.271125443 0.408135862 0.000516007 28.58279716 0.231343213

6.301699892 0.408164093 0.000353057 28.9364064 0.231343213

6.322080547 0.408169713 0.000407374 29.17225805 0.231343213

6.474819187 0.408172262 0.000271583 30.94030427 0.231343213

6.14390718 0.408195364 0.000285162 27.10948138 0.231343213

5.756944402 0.408147375 0.000258004 22.63065524 0.231343213

5.563431018 0.408091585 0.000217266 20.39124217 0.231343213

5.431016503 0.40806389 0.000217266 18.85871114 0.230590809

5.33432047 0.408040029 0.000325899 17.73900461 0.221683504

5.313930739 0.407969557 0.000380216 17.50348941 0.217538152

5.257899884 0.407940303 0.000407374 16.85514972 0.21647526

5.247709064 0.407925354 0.000570324 16.73705567 0.212510911

5.150989549 0.407897899 0.000556744 15.61734913 0.206641408

5.008407967 0.407847315 0.000556744 13.96739696 0.205962275

4.911753089 0.407822444 0.000461691 12.84769042 0.190069317

4.840373752 0.407709807 0.000488849 12.02237788 0.185303754

2.791036515 0.407669504 0.000448111 11.66876864 0.068538997

4.748992201 0.401345391 0.00031232 11.0207654 0.179968863

2.558983925 0.406147319 0.000285162 10.31354691 0.064090697

4.646315559 0.39948472 0.000203687 9.841843614 0.168536273

2.159970846 0.405104449 0.00016295 9.42935557 0.051596918

4.57486559 0.397222028 0.000244424 9.016867526 0.165164873

2.038343424 0.403013791 0.000448111 8.72213708 0.049248242

1.913760949 0.394777441 0.000366637 8.486621883 0.04537159

4.508919287 0.390292245 0.000271583 8.250770236 0.159723838

1.8821534 0.395839506 0.000244424 8.486621883 0.043989146

4.498770583 0.387128892 0.000325899 8.133012638 0.159104069

187

Phụ lục 12: Code thuật toán NSG II

function result = nsga2(opt, varargin) % Function: result = nsga2(opt, varargin) % Description: The main flowchart of of NSGA-II. Note: % All objectives must be minimization. If a objective is maximization,

the % objective should be multipled by -1. % % Syntax: % result = nsga2(opt): 'opt' is generated by function nsgaopt(). % result = nsga2(opt, param): 'param' can be any data type, it will be % pass to the objective function objfun(). % % Then ,the result structure can be pass to plotnsga to display the % population: plotnsga(result); % % Parameters: % opt : A structure generated by funciton nsgaopt(). % varargin : Additional parameter will be pass to the objective

functions. % It can be any data type. For example, if you call: nsga2(opt,

param), % then objfun would be called as objfun(x,param), in which, x is

the % design variables vector. % Return: % result : A structure contains optimization result. % % LSSSSWC, NWPU % Revision: 1.2 Data: 2011-07-26 %************************************************************************

*

tStart = tic(); %************************************************************************

* % Verify the optimization model %************************************************************************

* opt = verifyOpt(opt);

%************************************************************************

* % variables initialization %************************************************************************

* nVar = opt.numVar; nObj = opt.numObj; nCons = opt.numCons; popsize = opt.popsize;

% pop : current population % newpop : new population created by genetic algorithm operators % combinepop = pop + newpop; pop = repmat( struct(...

188

'var', zeros(1,nVar), ... 'obj', zeros(1,nObj), ... 'cons', zeros(1,nCons),... 'rank', 0,... 'distance', 0,... 'prefDistance', 0,... % preference distance used in R-NSGA-II 'nViol', 0,... 'violSum', 0),... [1,popsize]);

% state: optimization state of one generation state = struct(... 'currentGen', 1,... % current generation number 'evaluateCount', 0,... % number of objective function evaluation 'totalTime', 0,... % total time from the beginning 'firstFrontCount', 0,... % individual number of first front 'frontCount', 0,... % number of front 'avgEvalTime', 0 ... % average evaluation time of objective

function (current generation) );

result.pops = repmat(pop, [opt.maxGen, 1]); % each row is the

population of one generation result.states = repmat(state, [opt.maxGen, 1]); % each row is the

optimizaiton state of one generation result.opt = opt; % use for output

% global variables global STOP_NSGA; %STOP_NSGA : used in GUI , if STOP_NSGA~=0, then stop

the optimizaiton STOP_NSGA = 0;

%************************************************************************

* % initialize the P0 population %************************************************************************

* ngen = 1; pop = opt.initfun{1}(opt, pop, opt.initfun{2:end}); [pop, state] = evaluate(opt, pop, state, varargin{:}); [opt, pop] = ndsort(opt, pop);

% state state.currentGen = ngen; state.totalTime = toc(tStart); state = statpop(pop, state);

result.pops(1, :) = pop; result.states(1) = state;

% output plotnsga(result, ngen); opt = callOutputfuns(opt, state, pop);

189

%************************************************************************

* % NSGA2 iteration %************************************************************************

* while( ngen < opt.maxGen && STOP_NSGA==0) % 0. Display some information ngen = ngen+1; state.currentGen = ngen; fprintf('\n\n************************************************************

\n'); fprintf('* Current generation %d / %d\n', ngen, opt.maxGen); fprintf('************************************************************\n')

;

% 1. Create new population newpop = selectOp(opt, pop); newpop = crossoverOp(opt, newpop, state); newpop = mutationOp(opt, newpop, state); [newpop, state] = evaluate(opt, newpop, state, varargin{:});

% 2. Combine the new population and old population : combinepop = pop +

newpop combinepop = [pop, newpop];

% 3. Fast non dominated sort [opt, combinepop] = ndsort(opt, combinepop);

% 4. Extract the next population pop = extractPop(opt, combinepop);

% 5. Save current generation results state.totalTime = toc(tStart); state = statpop(pop, state);

result.pops(ngen, :) = pop; result.states(ngen) = state;

% 6.plot current population and output if( mod(ngen, opt.plotInterval)==0 ) plotnsga(result, ngen); end if( mod(ngen, opt.outputInterval)==0 ) opt = callOutputfuns(opt, state, pop); end

end

% call output function for closing file opt = callOutputfuns(opt, state, pop, -1);

% close worker processes if( strcmpi(opt.useParallel, 'yes')) matlabpool close end

190

toc(tStart);

function defaultopt = nsgaopt() % Function: defaultopt = nsgaopt() % Description: Create NSGA-II default options structure. % Syntax: opt = nsgaopt() % LSSSSWC, NWPU % Revision: 1.3 Data: 2011-07-13 %************************************************************************

*

defaultopt = struct(... ... % Optimization model 'popsize', 50,... % population size 'maxGen', 100,... % maximum generation 'numVar', 0,... % number of design variables 'numObj', 0,... % number of objectives 'numCons', 0,... % number of constraints 'lb', [],... % lower bound of design variables

[1:numVar] 'ub', [],... % upper bound of design variables

[1:numVar] 'vartype', [],... % variable data type [1:numVar]£¬1=real,

2=integer 'objfun', @objfun,... % objective function ... % Optimization model components' name 'nameObj',{{}},... 'nameVar',{{}},... 'nameCons',{{}},... ... % Initialization and output 'initfun', {{@initpop}},... % population initialization

function (use random number as default) 'outputfuns',{{@output2file}},... % output function 'outputfile', 'populations.txt',... % output file name 'outputInterval', 1,... % interval of output 'plotInterval', 5,... % interval between two call of

"plotnsga". ... % Genetic algorithm operators 'crossover', {{'intermediate', 1.2}},... % crossover operator

(Ratio=1.2) 'mutation', {{'gaussian',0.1, 0.5}},... % mutation operator

(scale=0.1, shrink=0.5) 'crossoverFraction', 'auto', ... % crossover fraction

of variables of an individual 'mutationFraction', 'auto',... % mutation fraction

of variables of an individual ... % Algorithm parameters 'useParallel', 'no',... % compute objective

function of a population in parallel. {'yes','no'} 'poolsize', 0,... % number of workers

use by parallel computation, 0 = auto select. ... % R-NSGA-II parameters

191

'refPoints', [],... % Reference point(s)

used to specify preference. Each row is a reference point. 'refWeight', [],... % weight factor used

in the calculation of Euclidean distance 'refUseNormDistance', 'front',... % use normalized

Euclidean distance by maximum and minumum objectives possiable.

{'front','ever','no'} 'refEpsilon', 0.001 ... % parameter used in

epsilon-based selection strategy );

function opt = callOutputfuns(opt, state, pop, type) % Function: opt = callOutputfuns(opt, state, pop, type) % Description: Call output function(if exist). % Parameters: % type : output type. % -1 = the last call (close file for instance) % other values(or no exist) = normal output % % LSSSSWC, NWPU % Revision: 1.1 Data: 2011-07-13 %************************************************************************

*

if(nargin <= 3) type = 0; % normal output end

if( ~isempty(opt.outputfuns) ) fun = opt.outputfuns{1}; opt = fun(opt, state, pop, type, opt.outputfuns{2:end}); end

192

Phụ lục 13: Lưới trạm khí tượng thủy văn

LƯỚI TRẠM KHÍ TƯỢNG, ĐO MƯA

T

T Trạm Yếu tố đo

Cao

độ Vĩ độ Kinh độ

Tài liệu trước

1954 Sau 1954

Tình trạng

hoạt động

1 Mường Xén X 190 24’ 1040 07’ 1931 - 1942 1960- 2008

2 Mường Lồng X 1965- 1983 Ngừng đo

3 Bản Phông X 1962- 1986 Ngừng đo

4 Tương Dương X, T, R, V, Z 97 190 17’ 104026’ 1930 - 1948 1960- 2008

5 Nà Tổng X 1960- 1978 Ngừng đo

6 Huổi Giảng X 190 20’ 104007’ 1962- 1979 Ngừng đo

7 Khe Bo X 1960- 1987 Ngừng đo

8 Cốc Nà X 190 05’ 1040 45’ 1962- 1987 Ngừng đo

9 Đồn Phục X 1960- 1987 Ngừng đo

10 Khe Nóng X 1960- 2000 Ngừng đo

11 Dừa X 180 59’ 105001’ 1960- 2008

12 Môn Sơn X 1961- 1983 Ngừng đo

13 Thanh Đồng X 1960- 1976 Ngừng đo

14 Thanh Minh X 1962- 1982 Ngừng đo

15 Nam Đàn X 180 42’ 105029’ 1960- 2008

16 Nam Phúc X 1960- 1982 Ngừng đo

17 Chợ Tràng X 18035’ 105038’ 1960- 2008

18 Bến Thuỷ X 180 38’ 1050 41’ 1960- 1985 Ngừng đo

19 Vinh X, T, R, V, Z 6 180 40’ 105040’ 1906 - 1954 1956- 2010

20 Cửa Hội X 180 46’ 105045’ 1960- 2008

21 Nghi Lộc X 1960- 1987 Ngừng đo

22 Nghi Xuân X 180 39’ 105044’ 1960- 1990 Ngừng đo

23 Nghi Lâm X 180 50’ 105031’ 1960- 1987 Ngừng đo

24 Đại Sơn X 180 50’ 105027’ 1960- 1982 Ngừng đo

25 Đô Lương X, T, R, V, Z 180 54’ 105018’ 1935 - 1944 1958- 2008

26 Quỳ Châu X, T, R, V, Z 87 190 33’ 105007’ 1961- 2008

193

T


Cao



1954 Sau 1954

Tình trạng

hoạt động

27 Châu Tiến X 190 01’ 105016’ 1962- 1987 Ngừng đo

28 Con Cuông X 190 02’ 104055’ 1960 -2008

29 Giang Sơn X 1975 -1981 Ngừng đo

30 Khe Lá X 190 00, 1050 19, 1969-1993 Ngừng đo

31

Nông

Trường3/2 X 1960 -2008

32 Nghĩa Đàn X, 190 19’ 105016’ 1960 -2000

33 NT – 1/5 X 190 22’ 105030’ 1960 -1987

34 Tây Hiếu X, T, R, V, Z 72 190 19’ 105024’ 1961-2008

35 Đông Hiếu X 1960 -1987 Ngừng đo

36 Quỳ Hợp X, T, R, V, Z 88 190 20’ 105014’ 1960 -1982 Ngừng đo

37 Nghĩa Khánh X 190 26’ 1050 20’ 1976 -2008

38 Sông Con X 1960 -1987 Ngừng đo

39 Phú Sơn X 190 02’ 105008’ 1963 -1982 Ngừng đo

40 Tiểu Đồng X 1960 -1982 Ngừng đo

41 Yên Lý X 190 06’ 105036’ 1960 -1981 Ngừng đo

42 Phúc Tăng X 1961 -1983 Ngừng đo

43 Yên Thành X 1960 -1982 Ngừng đo

44 Kim Cương X, T, R, V, Z 180 27’ 105016’ 1960 -2008

45 Sơn Diệm X 180 30’ 105022’ 1960 -2008

46 Hương Sơn X 1962 -2008

47 Chúc A X 1960 -1982 Ngừng đo

48 Phúc Trạch X 1962 -1976 Ngừng đo

49 Hương Khê X, T, R, V, Z 10 180 11’ 105042’ 1961 -2008

50 Chu Lễ X 180 13’ 105045’ 1932 - 1943 1960 -2010

51 Rào Nổ X 1962 -1987 Ngừng đo

52 Hoà Duyệt X 180 23’ 105036’ 1960 -2010

53 Linh Cảm X 180 31’ 105034’ 1936 - 1942 1958 -2008

54 Sông Chàng X 1978 -1985 Ngừng đo

194

T


Cao



1954 Sau 1954

Tình trạng

hoạt động

55 Hoà Quân X 180 43’ 1050 13’ 1967-1999 Ngừng đo

56 Đại Lộc X 180 27’ 105046’ 1961 -2008

57 Hộ Độ X 180 24’ 105054’ 1961 -1987 Ngừng đo

58 Yên Hoà X 1960 -1977 Ngừng đo

59 Hà Tĩnh X, T, R, V, Z 3 18021' 105054'

1911-1914,

32-44 1958-2010

60 Cẩm Xuyên X 1960-2008

61 Kỳ Anh X, T, R, V, Z 3 18005' 106017' 1927-1944 1960-2008

LƯỚI TRẠM THUỶ VĂN

TT Trạm F

Km2

Sông Trạm thủy văn cấp I Trạm thủy văn cấp II

Yếu tố đo Thời kỳ đo Yếu tố đo Thời kỳ đo

1 Mường Xén 2.620 Nậm Mô H, Q 1969 - 2010

2 Cửa Rào 12.800 Cả H, Q, S 1957 - 1977

3 Thạch Giám Cả H 1978 - 2010

4 Dừa 20.800 Cả H, Q, S 1959 - 2010

5 Yên Thượng 23.000 Cả H, Q, S 1968 - 2010

6 Con Cuông Cả H 1957 - 2010

7 Đô Lương Cả H 1957 - 2004

8 Nam Đàn Cả H 1960 - 2010

9 Chợ Tràng Cả H 1962 - 2010

10 Trung Lương Cả H 1962 - 1989

11 Bến Thuỷ Cả H 1960 - 1989

12 Cửa Hội Cả H 1962 - 2010

14 Thác Muối 785 Giăng H, Q, S 1967 - 1983

15 Quỳ Châu 1500 Hiếu H, Q, S 1960 - 2010

17 Nghĩa Khánh 4020 Hiếu H, Q, S 1978 - 2010

22 Hòa Duyệt 1880 Ngàn Sâu H, Q, S 1959 - 1981 H 1982 - 1995

195

TT Trạm F

Km2

Sông Trạm thủy văn cấp I Trạm thủy văn cấp II

Yếu tố đo Thời kỳ đo Yếu tố đo Thời kỳ đo

1996 - 2010

23 Sơn Diệm 790 Ngàn

Phố

H, Q, S 1961 - 1981

1996 - 2010

H 1982 - 1995

25 Chu Lễ Ngàn Sâu H 1960 - 2000

26 Linh Cảm La H 1959 - 2010

27 Hộ Độ Nghèn H 1960 - 1989

196

Yª n Th î ng

Khe L¸

Hoµ Qu©n

Thac Muoi

Con Cu«ngCèc Nµ

T©n Kú

BÕn Thuû

Linh C¶mTrung L ¬ng

M êng XÐn

Quú Ch©u

Tr¹ i Trô

§ « L ¬ng

Con Cu«ng

T ¬ng D ¬ng

Quú Hî p

Thanh MinhNam § µn

Phóc S¬n Giang S¬n

Khe Nãng

§ ån Phôc

Chî Trµng

Huæi Gi¶ng

B¶n Phång

S«ng C¶

S«ng HiÕu

Hå Bao Keo

S«ng Yª n

§ Ëp An NghÜa

S«ng Bang

S«ng Hoµng Mai

S«ng HÇu

S«ng C©mHå KÎ Gç

S«ng Ch©u Lam

Hå § Ëp Cõ L©y

Hå KÎ gç

Hå § Ëp bón

S«ng Kinh

S«ng QuyÒn

S«ng Con

S«ng G×a

S«ng Nhe

S«ng Ngµn sÇu

Ngµn Tr ¬i

S«ng Ngµn phè

Huæi Tia Lai

Xa M¾t

Phung K

hen

Huæi Nhun

Ph

¸ N¸

ch

H. X

· Vang

Huæi Kho

Th

a L

ang

Huæi Vi

Huæi Tæ

Huæ

i Xa

Huæ

i Pèc

Huæ

i Nga

H. T¹ p Ca

Huæ

i R«

Huæ

i Kh«

NËm Quang

NËm Chang Trong

NËm

Rong

Huæ

i Cha

L¸

t

Huæi § ªnh Dinh

nËm

T¨ n

S«

ng C

hµn

g

QuÕ Tian

Khe Cung

Khe Diª n

Huæi Quái huæi GiÐ

Suèi Lí n

Suèi C

ãp

Suèi Con

Hßn V¸ t

Hßn

MiÖ

ng

Ba Thung

Bu

Lu

Sg.

ThÞ

Lßn

g

NËm Póng

Huæi T

an Xa

Huæ

i C¶

Huæi Hèc

Huæ

i An

g

Khe B

umN

Ëm X

¸m

Song H

uoi Xai

Huæi Q

u©n

NËm

Chang

Khe Moi

Huæ

i Cha

o

NËm Cã

Kh

e Tra

y

So

ng H

Do

ng D

am

NËm Pu

Huæi Hang

Huæ

i MËt

NËm N

gµn

Khe Liª m

Huæi Khi

NËm Chung

Khe Th©n

Khe ThÇu

Khª San

Khe Ma Tã

Kª nh Me

Khe

C¸ t

Khe S¸ i

S«ng C

hßi

Huæi Pu

S«ng Gi ng

Huæi §an C¾n

Khe C

hung

Rao

Kh

ai

Rao

M¸

i S«n

g BÇu

Man

g

Khe C©y

Khe L©u

S«ng Khe Chanh

S«ng CÊm

2 n

Ðt

KÎ

K¶

i Mun

§ Ëp Mí i

S«ng D

o Niª m

Hßn ChangNËm G

iang

Suèi L

¬i

Huæi TÝp

Yª n LÖ

NT. 1-5

Cöa Héi

Dõa

Th¹ ch H ¬ng

H ¬ng L©m

CÈm S¬n

Hoµ DuyÖt

H ¬ng § ång

Kú Giang

Kú Th î ng

Ngo¹ i Nai

Xu©n Song

Tiª n Tri

Chu LÔ

Hßn MËt

g h i c h ó

Tr¹ m § o m a

Tr¹ m KhÝ t î ng

S«ng

Tr¹ m Thuû v¨ n

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU VẬN … tao/2018/LATS_Nguyen...i LỜI CAM ĐOAN...

Documents

Transcript of NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU VẬN … tao/2018/LATS_Nguyen...i LỜI CAM ĐOAN...